kaiyun体育下载官网十倍增长 双面石墨烯带来容量新突破!无论是制成特殊泡沫作为热开关,还是与陶瓷混合形成超强的电解质,石墨烯正以一些有趣的方式塑造着电池技术的未来。现在,来自瑞典的科学家又将这种神奇材料应用到可持续的钠电池中kaiyun体育下载官网,从而让容量比传统钠电池增长了十倍有余。
在改进和创造电池设计的道路上,科学家已经广泛注意到了地球蕴藏丰富的钠kaiyun,是目前锂离子电池的优秀替代者。这些钠离子电池的功能很像今天的锂离子电池kaiyun.com,通过在液态电解质中的一对电极之间穿梭离子来发电kaiyun体育全站入口,但就目前而言kaiyun体育下载官网,它们的性能还不尽如人意kaiyun体育全站入口。
部分原因是钠离子的尺寸比锂离子大kaiyun平台kaiyun.com,所以它们不能很好地与由石墨烯堆叠层组成的石墨电极融合kaiyun.com。通常情况下,随着电池的循环kaiyun体育全站入口,离子将自由地进出石墨电极,这个过程被称为插层(intercalation),但体积较大的钠离子无法有效地储存在结构内kaiyun。这大大阻碍了钠离子电池的性能kaiyun平台kaiyun体育全站入口,使其容量约为35 mAh/g,是锂离子化学的十分之一kaiyun。
为了寻求这一问题的解决方案,查尔姆斯理工大学的科学家们转向了一种具有特殊性质的新型石墨烯。该团队的Janus石墨烯以一位因拥有两张脸而闻名的罗马神命名kaiyun体育下载官网kaiyun体育下载官网,其特点是只有一面的分子既是间隔物kaiyun,又是钠离子的活性互动点kaiyun体育下载官网kaiyun体育全站入口kaiyun。
我们之前已经看到这种思维被应用于所谓的Janus粒子kaiyun,例如,允许球体既吸引又排斥水kaiyun.com。在这种情况下,只在石墨烯材料的一个面上发现的分子促进了堆叠片之间的静电相互作用,同时也在它们之间创造了更多的空间,该团队发现这带来了容量的巨大收益。
团队成员孙金华(Jinhua Sunkaiyun平台,音译)解释说:“我们在石墨烯层的一侧添加了一个分子间隔kaiyun.com。当这些层叠在一起时kaiyun体育下载官网kaiyun体育全站入口,分子在石墨烯片之间创造了更大的空间kaiyun.comkaiyun.com,并提供了一个互动点kaiyun.com,这导致了容量的大幅提高”。
通过使用他们的新型Janus石墨烯而不是石墨,科学家们在他们的实验性钠电池中实现了332 mAh/g的容量kaiyun.com,这比传统设计高出约10倍,并接近石墨中的锂容量。