单壁碳纳米管网状结构或将延长锂电池使用寿命

盖世汽车李文龙 2018-03-23 10:54:40

核心提示：据外媒报道，在反复充放电后，锂电池材料周边会形成一个非活跃层，影响电池的性能。该团队由乔治亚理工大学的Elsa Reichmanis及纽约州立大学石溪分校的Amy C. Marschilok牵头，制作了单壁碳纳米管网状结构，可利用PPBT将SWNT固定在电池材料上。电池材料周边的纳米管网络呈现多孔结构，可供锂离子在电池材料中移动，还能防止电池材料膨胀。该方法对电池技术研发起到了助推作用，在部件制造时需确保材料的均匀性及可靠性。

盖世汽车讯据外媒报道，在反复充放电后，锂电池材料周边会形成一个非活跃层（inactive layer），影响电池的性能。为此，一直化学家组成的研究团队研究出新方法，防止锂电池阳极材料分解。

该团队由乔治亚理工大学（Georgia Tech）的Elsa Reichmanis及纽约州立大学石溪分校（Stony Brook University）的Amy C. Marschilok牵头，制作了单壁碳纳米管（single-walled carbon nanotube，SWNT）网状结构，可利用PPBT（poly[3-(potassium-4-butanoate) thiophene]）将SWNT固定在电池材料上。

PPBT的羧酸根基团（carboxylate groups）可与电池材料的极曲面（polar surface）相配合，噻吩骨干（thiophene backbone）可利用π-键合（π-bonding）与SWNT发生接触，电子可在SWNT-PPBT网状结构内流动。电池材料周边的纳米管网络呈现多孔结构，可供锂离子在电池材料中移动，还能防止电池材料膨胀。

该系统可与两类电池阳极材料搭配——磁性纳米颗粒物（magnetite nanoparticles）及硅纳米颗粒物（silicon nanoparticles）。

伊利诺伊大学香槟分校（University of Illinois, Urbana-Champaign）的聚合物及电子材料专家Paul V. Braun指出，该项研究证明新方法可实现电池性能最大化，需要对该款电池电极进行全盘的整体设计，考虑锂离子及电子的传导性、活动空间及特定的化学反应等相关因素。

Reichmanis表示，该方法对电池技术研发起到了助推作用，在部件制造时需确保材料的均匀性及可靠性。（本文图片选自cen.acs.org）

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文章标签：黑科技前瞻技术

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