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Nanoparticle Elektroden-Show-Versprechen, die Helleren, Mehr-Effizienten Batterien Zu Entwickeln

Published on November 1, 2012 at 8:16 AM

Materialwissenschaftler haben eine einfache, robuste Methode entwickelt, die Kohlenstoff-freien und Polymer-freien, leichten kolloidalen Filme für Lithium-Ionen-Batterie-Elektroden zu fabrizieren, die Batterieleistung erheblich verbessern konnten.

Die Nanoparticlebatterieelektroden, die durch elektrophoretische Absetzung abgegeben wurden, konnten zu Feuerzeug und effizientere Batterien führen. Ist Oben ein Diagramm des EPD-Prozesses. Die Mitte ist ein Elektronenmikroskopbild der Nanoparticleelektrode. (Robinson Zur Verfügung Gestellt/Richard)

Indem sie eine Methode für Zusatz-freie Elektroden entwickelten, die hohe Leitfähigkeit beibehalten, haben die Forscher neue Möglichkeiten für die Verringerung des Gewichts und des Volumens von Batterien, beim eine Schablonenanlage für das Studieren der Physik der Nanoparticleelektroden auch erstellen geöffnet.

Die Arbeit, geführt von Richard Robinson, Assistenzprofessor der Materialwissenschaft und der Technik und Student im Aufbaustudium Don-Hyung Ha, wird im Punkt Am 10. Oktober von Nano-Schreiben gekennzeichnet (Vol. 12, Nr. 10).

Nanoparticles sind weitgehend als aktive Kathode und Anode in den Lithium-Ionen-Batterien nachgeforscht worden -- geläufige Bauteile von elektronischen Geräten -- weil sie die elektrochemischen Eigenschaften der Batterien erhöhen können.

Um kolloidale nanoparticles für die Elektroden zu verwenden, war es notwendig gewesen sie mit Kohlenstoff-basierten leitfähigen Materialien für die Vergrößerung des Ladungstransports zu kombinieren, sowie die polymerischen Mappen zum der Partikel der Elektrodensubstratfläche, Robinson zusammen und an festzuhalten sagte. Dieser Prozess fügte Extragewicht der Körperverletzung hinzu und machte es schwierig, die Bewegung von Li-Ionen und von Elektronen durch die Mischung zu formen.

Die kritische Verfahrenstechnik Robinson und die verwendeten Kollegen waren elektrophoretische Absetzung, die die Metall-nanoparticles an die Oberfläche der Elektrodensubstratfläche miteinander in einer Einheit bindet und starke elektrische Kontakte zwischen den Partikeln und dem Stromabnehmer erstellt.

Der Prozess ergibt eine beträchtliche Verbesserung in der Batterieelektrodeneinheit, die nicht durch herkömmliche Methoden wiederholt werden kann. Sobald befestigt, sind die Partikel nicht mehr Lösliches und sind mechanisch robust. Tatsächlich stellt aufbereitendes dieses einen Film her, der überlegene mechanische Stabilität hat, wenn er mit den Filmen verglichen wird, die durch herkömmliche Batterie-Herstellungsmethoden mit Mappen fabriziert werden, sagte Robinson.

Diese Forschung hat zu die erste Kobaltoxid Nanoparticlefilm Batterieelektrode geführt, die ohne Mappen und Rußzusätze zu verwenden hergestellt wird, und sie zeigen die hohen gravimetrischen und volumetrischen Kapazitäten, sogar nach 50 Schleifen.

Die Arbeit wurde durch die Energie-Materialien Zentrieren in Cornell finanzierte durch das US-Energieministerium, Büro der Wissenschaft, Büro der Grundlegenden Energie-Wissenschaft unterstützt; die Cornell-Mitte für Material-Forschung mit Finanzierung von der National Science Foundation; und durch die Hochschule Für Wissenschaft Und Technik-Mitte König-Abdullah in Cornell.

Quelle: http://emc2.cornell.edu

Last Update: 1. November 2012 09:45

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