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小說,生物對高性能電池的被啟發的途徑

丹尼爾莫爾斯分子,蜂窩電話和發展生物加州大學的部門教授,聖芭卜拉
對應的作者: d_morse@lifesci.ucsb.edu

新的材料是需要的根本地變換能源利用,換能、存貯和發運效率,先進的綜合和多金屬半導體綜合與為這些功能優選的 nanostructures 依然是很難懂和不太好受控。

他們相信可以處理此需要的加大聖巴巴拉分校科學家現在開發了半導體綜合的一個革命新,生物被啟發的方法。 發現生物可能做 nanostructures 玻璃在低溫基礎結構的秘密 (形成某些海綿的概要),他們開發了運行在低溫各種各樣的 nanostructured 半導體和金屬的催化作用的綜合的一個革命新的方法和在相對地低成本。

不同於運行在高溫并且要求昂貴的裝配線半導體綜合的常規方法,此新,生物被啟發的方法通過運動控制他們的增長生產 nanostructured 金屬和半導體通過使用催化劑 - 正科學家發現本質。

使用此新的低溫方法,他們開發了錫新穎的綜合包括的 nanoparticles 統一被分散在石墨微粒中兼容和導電性矩陣。 這個結果1 是鋰離子電池的高性能陽極以 30% 更高的電容 (根據重量基本類型; 根據數量基本類型的 50% 高容量) 比單獨石墨當前使用的商業陽極和有不可變更的穩定性的。

與嘗試通過一起機械研錫和石墨做相似的綜合製造商對比的工作成績,加大聖巴巴拉分校小組生長罐子 nanoparticles 催化作用上,在石墨的毛孔裡面,因而達到二材料的更加親密的婚姻,當保留石墨時 (脆弱的材料的重要的高結晶性,迅速毀壞被研)。

鋰離子電池 - 有時指李離子電池,是鋰離子從負電極可再充電電池的類型 (負極) 移動向正電極 (陽極) 在放電期間,和從負極到陽極,當充電。 鋰離子電池是公用的在可移植的家電由於他們的高能源對重量比例,缺乏存儲效應,充電緩慢的損失,當不在使用中,和短的壽命。

在充電和釋放期間的多個循環 「此新的綜合的大好處」,根據小組領導先鋒丹尼爾莫爾斯教授和洪李張,此陽極的開發員博士, 「從其更高的電容,是其非常好的穩定性。

「金屬例如錫長期比用於商業電池和碳的其他表單是知道有一個顯著更高的電化學能力今天的石墨,但是他們遭受極大擴展和收縮與鋰離子出入的每個循環到金屬與充電和釋放,快速造成這種金屬瓦解和丟失電子連通性和因而快速丟失功率的每個循環。

相反,在加大聖巴巴拉分校小組做的新的綜合,罐子 nanoparticles 提供他們的更高的電容,而導電性和能適應,多孔石墨提供能一個兼容的矩陣緩衝和適應到裡请隨附於可逆熔合和非熔合李和出於罐子 nanoparticles 的大容量的更改。 因此,此新的綜合陳列高容量卓越的穩定性和維護完成充電和釋放的多個循環,沒有在其他綜合電極典型地看到的能力的重大的損失。

負極 - 在電池的其他重要電極 - 做的以這個方法展覽 70% 更高電容比當前商業級別,也與優越 cyclability。 在加大聖巴巴拉分校的小組也開發在短路情形下,將迅速關閉電池,因而防止火和展開繼續困擾鋰離子電池製造商,導致數百萬個電池大量收回在最近過去內的新穎的安全性材料。

唯一加大聖巴巴拉分校的小組的,運動可控合成方法是這個關鍵字。 行業使用的常規進程不可能今天做與被描述的屬性的材料上面。


參考

1. 張、 H。 - L。和 D.E. 莫爾斯。 2009年. 蒸氣擴散催化和在原處 carbothermal 減少產量高性能 Sn@C 陽極材料鋰離子電池的。 J. Mater。 Chem。 (在新聞中)。

版權 AZoNano.com,丹尼爾莫爾斯 (Calfornia,聖芭卜拉大學教授)

Date Added: Oct 1, 2009 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 13. June 2013 23:02

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