Как мобильные телефоны, ноутбуки и другие электронные потребительские товары легче и тоньше, как электромобили имеют более широкий диапазон электроэнергии в ограниченном пространстве тела ... С ростом спроса на энергоносители производительность вторичных батарей также Предлагаемые более высокие и более высокие требования. Нанотехнология может сделать батареи «легче» и «быстрее», но из-за меньшей плотности наноматериалов «меньшая» становится проблемой, стоящей перед научными исследователями в области хранения энергии. ,
Победитель Фонда «Выдающиеся молодые ученые», профессор Ян Цюаньчжун из Школы химической инженерии Университета Тяньцзиня предложил «метод шаблонов серы». При разработке материала отрицательного электрода для литий-ионных батарей с большой объемной энергией завершено завершение графитового покрытия на активных частицах. Стало возможным сделать литиево-ионные батареи «меньшими». Этот результат был опубликован онлайн 26 января в Nature Communications (2018, 9, 402).
Ожидается, что в качестве наиболее широко используемой вторичной батареи в настоящее время литиево-ионные батареи имеют очень высокую плотность энергии. Ожидается, что не углеродные материалы, такие как олово и кремний, заменят текущий коммерческий графит как новое поколение отрицательного электродного материала, что значительно увеличит плотность массы ионно-литиевых батарей (Вт / кг) -1), но его расширение большого объема сильно ограничило производительность его объемных характеристик. Структура углеродного каркаса, выполненная из углеродных наноматериалов, считается основным средством решения проблемы огромного объемного расширения, когда литий вставляется в материалы, не содержащие углерода, но в углероде В процессе построения буферной сети часто вводится слишком много зарезервированных пространств, что приводит к резкому уменьшению плотности материала электрода, что ограничивает отрицательную объемную производительность ионно-литиевой батареи. Поэтому точная настройка структуры углеродного каркаса является не только важной академической проблемой. , Это также единственный способ индустриализации новых высокопроизводительных анодных материалов.
Профессор Ян Quanhong команда Университета Цинхуа, Национального центра нанонауки и сотрудники Национального Института прорыв материала в отрицательном конструкции электродного материала с высокой объемной плотности энергии литий-ионный аккумулятор, графен интерфейс на основе сборки по изобретению точно соответствует плотной пористой клетку углерода Методика шаблонов серы. В процессе создания плотной сети графена методом капиллярного испарения они вводили серу в виде шаблона текучего объема и завершали настройку углеродной оболочки графена для не углеродно-реактивных частиц. Это количество может точно контролировать трехмерную структуру углеродного карбида графена и достигать «пригодного» покрытия из не углеродных реакционноспособных частиц, тем самым демонстрируя в качестве отрицательного электрода литиево-ионную батарею на основе эффективной буферизации большого объемного расширения некарбоновых активных частиц, интеркалирующих литий. Отличная производительность.
В трехмерной графеновой плотной сетке предлагается метод шаблона серы. Он использует те же характеристики серы, что и «Трансформаторы», такие как подвижность, аморфность и простое удаление, для реализации не углеродных реактивных частиц в структуре углеродного каркаса. Компактная инкапсуляция наночастиц оксида олова. По сравнению с традиционными шаблонами «формы» самым большим преимуществом шаблонов серы является то, что они могут действовать как пластиковые объемные шаблоны, позволяя компактным структурам графенового каркаса обеспечивать конформные и точные размеры. Зарезервированное пространство для контроля в конечном итоге завершит индивидуальную деятельность для активного диоксида олова. Этот вид углерод-углеродного композитного электродного материала с подходящим зарезервированным пространством и поддержанием высокой плотности может вносить очень высокую объемную емкость и, следовательно, значительно Повысьте объемную плотность энергии литиево-ионных батарей, чтобы сделать их еще более компактными. Эту концепцию дизайна можно расширить до следующего поколения высокоэнергетических литиево-ионных батарей и литий-серных батарей, литиево-воздушных батарей и других электродных материалов. Стратегия строительства.
Исследовательская группа профессора Ян Цюаньхун сделала ряд важных достижений за последние годы в области компактного хранения энергии, который подчеркивает объемную производительность устройства. Он изобрел стратегию уплотнения капиллярного испарения для графеновых гелей, которая позволила решить проблему высокой плотности и пористости углеродных материалов. Не может быть как «проблем с узким местом», так и высокой плотности пористых углеродных материалов, стремление к небольшому размеру энергоемкости, высокой емкости, из пяти аспектов стратегии, методов, материалов, электродов, устройств и других устройств хранения энергии с высокой энергией энергии Основываясь на принципах проектирования, суперконденсаторы, натрий-ионные конденсаторы, литиево-серные батареи, литиево-воздушные батареи и литий-ионные батареи, наконец, привели к созданию высокопроизводительных энергопоглощающих материалов, электродов и устройств, закладывающих основу для практического применения углеродных наноматериалов. Был значительно продвинут процесс практического применения нового электрохимического накопителя энергии на основе углеродных наноматериалов.