Como os telefones celulares, laptops e outros produtos eletrônicos de consumo são mais leves e mais finos, como os veículos elétricos têm um maior alcance de eletricidade em um espaço corporal limitado ... À medida que a demanda por armazenamento de energia aumenta, o desempenho das baterias secundárias também aumenta. Proposta de requisitos cada vez mais altos A nanotecnologia pode tornar as baterias mais leves e mais rápidas, mas devido à menor densidade de nanomateriais, “menor” torna-se um problema enfrentado pelos pesquisadores científicos no campo de armazenamento de energia. .
vencedor Fundo Youth Science Outstanding Nacional, Faculdade de Engenharia Química e professor Tecnologia pesquisa equipe de método de modelo de enxofre 'Yang Quanhong, pela densidade das lítio-íon materiais de ânodo da bateria para o projeto de energia de alto volume, a conclusão final do grafeno na partículas activas parcela 'sob medida' Tornou-se possível tornar as baterias de íons de lítio "menores". Esse resultado foi publicado on-line em 26 de janeiro na Nature Communications (2018, 9, 402).
O mais amplamente usado como o a corrente da bateria secundária, a bateria de lítio tem uma elevada densidade de energia. Estanho, é esperado silício e outro material não-carbono para substituir a geração de corrente de grafite comercial como um material de eléctrodo negativo, um aumento substancial na qualidade da densidade de energia da bateria de iões de lítio (kg Wh -1), mas as vantagens de desempenho do grande volume de expansão volumétrica severamente limitados jogar estruturas de gaiola nanomaterial carbono carbono construídos é considerado o principal meio para a solução do material do ânodo não-carbono a expansão do volume enorme do problema de lítio; mas em carbono construir rede tampão processo, muitas vezes introduzir headspace excessiva, o que resulta em significativamente mais baixa densidade do material de eltrodo, um eltrodo negativo limita o rendimento volumétrico da peça bateria de iões de lítio. precisamente adaptada de modo que as estruturas de gaiola de carbono é não só importante problema académico É também o único caminho para a industrialização de novos materiais anódicos de alto desempenho.
Professor Yang Quanhong equipa da Universidade de Tsinghua, Centro Nacional de Nanociência e colaboradores material inovador Instituto Nacional no desenho de material de eléctrodo negativo de alto volume a densidade de energia da bateria de iões de lítio, montagem de interface baseada em grafeno da invenção é precisamente adaptada densa gaiola de carbono poroso tecnologia de molde de enxofre. no processo de usá-las para construir densa rede capilar grafeno evaporação, introduzindo o volume de enxofre como um modelo de um fluido, as partículas de carbono não-activos de grafeno terminado de personalizar o revestimento de carbono. molde através da modulação de enxofre quantidade, pode ser regulado precisamente tridimensionais estruturas de gaiola de carbono grafeno, para atingir um tamanho de partícula de não-carbono reactivas 'fit' do revestimento, assim eficazmente tamponar as partículas de carbono activos incorporados de uma forma não-lítio com base na expansão do volume enorme, um eléctrodo negativo de um ião de lítio exposições bateria Excelente desempenho de volume.
método de modelo de enxofre é proposto, em uma densa rede tridimensional de grafeno, o uso inteligente de enxofre como 'transformadores' como mobilidade, amorfa, etc., e é fácil de remover, no interior das estruturas de gaiola de carbono para conseguir as partículas não-reactivos tais como carbono titânio fechar partículas de óxido de estanho revestidos. em comparação com o tradicional 'forma' modelo, o modelo é a maior vantagem do enxofre pode desempenhar o papel de um volume de molde de plástico pode fazer estruturas de gaiola grafeno compacto capaz de proporcionar dimensões precisas e pode ser conformada controlo do espaço reservado e o eventual actividade contra o dióxido de estanho 'adaptada', que tem um espaço de cabeça adequado e mantida uma alta densidade de carbono - material de eléctrodo de compósito de carbono pode ser não contribuir capacidade de alto volume, assim, substancialmente a bateria de iões de lítio, para melhorar a densidade de energia de volume, a bateria de lítio torna-se menor. esta 'adaptada' pode ser expandida para uma concepção universal do material de eléctrodo próxima geração de baterias de iões de lítio de alta energia e as baterias de enxofre de lítio, lítio bateria de ar tal como A estratégia de construção.
equipe de pesquisa Professor Yang Quanhong salientou que nos últimos anos o campo de atuação volume do dispositivo de armazenamento de energia compacta fez uma série de progressos importantes, inventou gel estratégia de evaporação capilar densificação grafeno para enfrentar o material de carbono com alta densidade e porosidade peixe' e pata de urso não pode ter ambos os gargalos, para se obter um material de carbono poroso possuindo uma elevada densidade; prosseguir dispositivo de armazenamento de energia de tamanho pequeno, de alta capacidade, a partir de cinco estratégias, métodos, materiais, eléctrodos, e outros dispositivos feitos de alta dispositivo de armazenamento de energia de densidade de energia volumétrica princípios de concepção, e, finalmente, construir um volume de armazenamento de elevada capacidade do material, um eléctrodo, um dispositivo supercondensador de condensadores de iões de sódio, lítio-enxofre, baterias de ar baterias de lítio, lítio base prática para o nanomaterial carbono, promover eficazmente o processo prático de nanomateriais à base de carbono novos dispositivos de armazenamento de energia electroquímica.
