Cómo electrónica de consumo de teléfonos móviles, ordenadores portátiles y otros más ligeros y delgados, cómo los vehículos eléctricos tienen un mayor kilometraje de poder en el espacio limitado de vehículos ...... ya que la gente cada vez más fuerte demanda de almacenamiento de energía, el rendimiento de la batería secundaria es más alto y mayores requerimientos. la nanotecnología puede hacer que la batería 'más ligero', 'más rápido', pero debido a la menor densidad de los nano-materiales, áreas de almacenamiento '' más pequeños se convierten encuentran frente a un grupo de científicos del rompecabezas .
ganador del Fondo Nacional de Joven Sobresaliente de Ciencias, Facultad de Ingeniería Química y Profesor de Tecnología equipo de investigación 'método de la plantilla de azufre' Yang Quanhong, por la densidad de las de iones de litio materiales de ánodo de la batería para el diseño de energía de alto volumen, la realización final de grafeno sobre las partículas activas parcela 'a medida' Se hizo posible hacer que las baterías de iones de litio fueran más pequeñas. Este resultado fue publicado en línea el 26 de enero en Nature Communications (2018, 9, 402).
El más ampliamente utilizado como la corriente de la batería secundaria, la batería de iones de litio tiene una alta densidad de energía. Estaño, se espera que el silicio y el otro material no-carbono para reemplazar la actual generación de grafito comercial como un material de electrodo negativo, un incremento sustancial en la calidad de la densidad de energía de la batería de iones de litio (kg Wh -1), pero las ventajas de rendimiento de la gran volumen de expansión volumétrica severamente limitadas juegan estructuras de jaula nanomaterial de carbono de carbono construidos se considera el principal medio para resolver el materiales de ánodo no son de carbono tremenda expansión de volumen del problema de litio; pero en carbono construir red buffer de proceso, a menudo la introducción de espacio de cabeza excesiva, lo que resulta en la densidad significativamente menor del material de electrodo, un electrodo negativo limita el rendimiento volumétrico de la obra de la batería de iones de litio. adaptado de forma precisa de modo que las estructuras de jaula de carbono no es sólo un problema académico importante , También es la única forma para la industrialización de nuevos materiales de ánodo de alto rendimiento.
Profesor Yang Quanhong equipo de la Universidad Tsinghua, Centro Nacional para la nanociencia y colaboradores material de avance Instituto Nacional en el diseño material del electrodo negativo de la batería de iones de litio densidad de energía de alto volumen, el montaje de interfaz basada en grafeno de la invención se adapta exactamente densa jaula de carbono poroso tecnología de plantillas de azufre. en el proceso de utilización de ellos para construir densa red de grafeno evaporación capilar, introducir el volumen de azufre como una plantilla de un fluido, partículas de carbono no activos de grafeno terminado de personalizar la capa de carbono. plantilla mediante la modulación de azufre cantidad, puede ser regulada precisamente tridimensionales estructuras de jaula de carbono de grafeno, para lograr un tamaño de partícula de la no-carbono reactivo 'ajuste' del revestimiento, de este modo amortiguar eficazmente las partículas de carbón activo incrustadas en un no-litio basado en la tremenda expansión de volumen, un electrodo negativo de un exposiciones de la batería de iones de litio excelente rendimiento volumétrico.
Se propone método de la plantilla de azufre, en una densa red tridimensional de grafeno, el uso inteligente de azufre como 'Transformers' como la movilidad, amorfa, etc., y fácil de quitar, dentro de las estructuras de jaula de carbono para lograr las partículas no reactivos tales como el carbono de titanio cerrar partículas de óxido de estaño recubiertos. en comparación con la plantilla tradicional 'forma', la plantilla es la mayor ventaja del azufre puede desempeñar el papel de un volumen plantilla de plástico puede hacer estructuras de jaula de grafeno compacto capaz de proporcionar las dimensiones exactas y puede ser conformal control del espacio reservado y la actividad eventual contra dióxido de estaño 'adaptado' que tiene un espacio de cabeza adecuado y mantiene una alta densidad de carbono - material de electrodo compuesto de carbono puede ser no contribuir alta capacidad de volumen, por lo tanto sustancialmente la batería de iones de litio para mejorar la densidad de energía de volumen, la batería de iones de litio se hace más pequeño. esta 'adaptado' puede ser expandido a un diseño universal de la baterías de iones de litio de alta energía y baterías de azufre de litio, material de electrodo de batería de aire de litio siguiente generación tales como estrategia de construcción.
equipo de investigación el profesor Yang Quanhong destacó que en los últimos años el campo de actuación del volumen del dispositivo de almacenamiento de energía compacta hizo una serie de avances importantes, inventó la estrategia de la evaporación capilar densificación gel de grafeno para abordar el material de carbono con una alta densidad y porosidad de pescado 'y la pata de oso no puede tener ambos 'cuellos de botella, para obtener un material de carbono poroso que tiene una alta densidad; perseguir dispositivo de almacenamiento de energía pequeño tamaño, alta capacidad, a partir de cinco estrategias, métodos, materiales, electrodos, y otros dispositivos hechos de alta dispositivo de almacenamiento de energía la densidad de energía volumétrica principios de diseño, y en última instancia construyen un volumen de almacenamiento de alta capacidad del material, un electrodo, un dispositivo supercondensador de condensadores de iones de sodio, baterías de litio-azufre, baterías de iones de litio baterías de aire de litio, base práctica para el nanomaterial de carbono, Se promovió fuertemente el proceso de aplicación práctica de un nuevo dispositivo de almacenamiento de energía electroquímico basado en nanomateriales de carbono.
