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科学家发现在锂离子电池中添加沥青可使它们的充电速度提高20倍

一项新的研究表明,由沥青制成的锂电池的充电速度是商业锂离子电池的10至20倍,可以在短短五分钟内为手机充电。得克萨斯州休斯敦的莱斯大学的研究人员正在研究用锂空气电池和锂金属电池以及不太可能的成分沥青替代锂离子电池,以使电池充电速度更快,并且短路可能性较小。

赖斯实验室的化学家詹姆斯·图尔说:“这些电池的容量巨大,但同样引人注目的是,我们可以在五分钟之内将它们从零充电变为充满电,而不是其他电池通常需要的两个小时或更长时间。” 。

赖斯大学的研究人员利用未经处理的硅灰石(一种沥青的衍生物),将其添加到导电石墨烯纳米带中,制成一种具有增强的导电能力的材料。通过电化学沉积过程,混合物中充满了锂金属,形成了阳极,阳极是带正电或负电的电极,电子分别通过该阳极离开器件或提供电流。然后将阳极与硫化碳的阴极结合-因为纯硫往往会与许多化学物质发生反应,并且使用这种材料可能会损坏整个电池,从而产生最终产品。

研究小组对这些新型沥青-锂金属电池进行了500多次充放电循环测试,并意识到沥青使电池在功率密度为1,322瓦/千克和能量密度为943瓦时/千克的情况下更加稳定。 (Whr / kg)。

20毫安每平方厘米(mA / cm2)的高电流密度也表明,与标准锂离子电池相比,电池可以从空充电的速度更快。

新电池还能够消除树枝状晶体的形成,树枝状晶体是微小的锂触手,在充电过程中会在阳极上发芽,并在整个设备中扩散直至它们到达另一个电极,从而使电池或电池短路。导致爆炸。

实验室早些时候所做的工作表明,石墨烯和碳纳米管的阳极也阻碍了树枝状晶体的形成。然而,研究人员同意,锂空气和锂金属电池比石墨烯-碳纳米管电池更容易制造。

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