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韩国研发新型单片电极 可制成高容量柔性电池用于下一代交通工具等

发布:股票知识http://www.kulmc.com 时间:2020-01-30 20:50:23 栏目:房产汽车 阅读()
导读:   盖世汽车讯 据外媒报道,随着需要高容量电力的可穿戴设备和智能手机(如可折叠手机和5G手机)的推出,人们对电池的兴趣日益浓厚,各种类型的电池也处于研发中,如,可嵌入移动手表表带的柔性电池,或者由无线充电
  盖世汽车讯 据外媒报道,随着需要高容量电力的可穿戴设备和智能手机(如可折叠手机和5G手机)的推出,人们对电池的兴趣日益浓厚,各种类型的电池也处于研发中,如,可嵌入移动手表表带的柔性电池,或者由无线充电发展而来的无线电力共享电池。但是,目前还没有一种电池制造工艺能让可折叠电池产生数千毫安时(mAh)的容量。不过,最近,韩国的一个研究团队研发了一种单片电极,能够取代沉重的铜集电极,使研发此种高容量柔性电池成为可能。

  
    

  韩国浦项工科大学(Pohang University of Science & Technology,POSTECH)化学与先进材料科学系的Soojin Park教授与手下的博士后研究员Jaegeon Ryu以及博士生Jieun Kang与韩国材料科学研究所合作,成功研制出一款带有薄薄的三维有机电极的柔性电池。

  此外,使用三维铜集电极的电池与使用传统铜集电极的电池相比,重量轻了10倍。研究人员不再使用石墨阳极,而是采用有机材料,能够将电池的能量密度提高4倍甚至更多。

  有机材料的导电性很低,而且无法将集电极与有机材料结合在一起。为此,研究人员在进行研究之前,无法展示由有机材料制成的单片电极。研究小组研究了一种新方法,取代了现有让电池很重的集电极以及低能量密度的石墨烯阳极,以降低电池的重量。

  该研究小组利用单壁碳纳米管(SWCNT)气凝胶制成了具有高导电性的三维结构,通过涂覆纳米大小的酰亚胺基网络(IBN)有机材料,制造出超薄的单片有机电极。

  
    

  该三维单片电极涂覆了8纳米、可调节厚度的超薄有机IBN层,最高容量可达1550 mA h g-1,并反复充电逾800次。此类电极涂覆了有机材料,尽管有机材料本身导电性并不高,却也能够实现很高的导电性,而且还证明通过帮助锂快速移动穿过丰富的氧化还原活性位点,可以改善可充电电池的电化学性能。此外,涂层有机材料的厚度易于控制,能够大大提高有机电极的电流密度。

  该最新研发的电极可以取代基于金属的集电极,使得研发轻便灵活的可充电电池成为可能,而此种电池可应用于可穿戴电子设备、柔性设备、电信设备和下一代电动交通工具等。(文中图片均来自韩国浦项工科大学)

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