光州科学技术院开发负极改性方法可延长锂离子电池寿命

锂离子电池经过多次充放电后,容量会降低,电池寿命会缩短。据外媒报道,光州科学技术研究所开发了一种创新方法,可以调整传统负极,提高电池的循环性能。研究人员Hyeong-金真表示:“作为该领域的研究团队之一,我们希望随着电池产业的快速发展,开发出能够提高能量密度的电极技术。”

在这种方法中,纳米颗粒被包裹在弹性网络结构中,以加强负极,使其更具弹性,从而可以应对体积变化。

为了证明这一点,研究人员使用了含有硅纳米粒子的传统负电极,这些纳米粒子用聚合物粘合剂粘合在一起。为适应网状结构,负极采用退火工艺加热,去除粘合剂;然后,使用还原的氧化石墨(rGO)溶液填充纳米颗粒之间的间隙,并干燥还原的氧化石墨烯溶液以形成网,该网将硅纳米颗粒固定在一起以防止它们开裂。此外,网络结构为电子提供了导电路径,因此纳米颗粒可以与锂结合。

研究人员使用“旋涂”技术将rGO涂覆在负极表面。rGO涂层可以用作种子层,用于沉积由添加有镁和镓金属氧化物的氧化锌(MGZO)组成的保护层。MgO层为负电极提供了结构稳定性。

测试表明,这种改性负极即使在多次充放电循环后仍能保持大部分电荷。金教授说:“经过500次循环后,该结构可以保持1566mA Hg-1的高存储容量,并显示出91%的库仑效率,这与电池寿命有关。这项研究可能为电动汽车的发展铺平道路,使用户能够一次充电行驶很长的距离。”

研究人员说,除了硅阳极,这种方法还可以用于其他阳极材料,如锡、锑、铝和镁。此外,可以延长电池的寿命,而不考虑负极的原始制造方法,这具有广泛的适用性。


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