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Promesse d'Exposition d'Électrodes de Nanoparticle De Développer des Batteries Plus Légères et Plus-Efficaces

Published on November 1, 2012 at 8:16 AM

Les scientifiques de Matériaux ont développé une voie simple et robuste de fabriquer les films colloïdaux sans carbone et sans polymère, légers pour les électrodes de batterie lithium-ion, qui pourraient grand améliorer la performance de batterie.

Les électrodes de batterie de Nanoparticle déposées par le dépôt électrophorétique ont pu mener à l'allège et aux batteries plus efficaces. Est En haut un schéma du procédé d'EPD. Le milieu est une image de microscope électronique de l'électrode de nanoparticle. (Fourni/Richard Robinson)

En développant une méthode pour les électrodes sans additif qui mettent à jour la conductivité élevée, les chercheurs ont ouvert des possibilités neuves pour réduire le grammage et le volume de batteries, tout en également produisant un système de descripteur pour étudier la physique des électrodes de nanoparticle.

Le travail, abouti par Richard Robinson, professeur adjoint de scientifique et technique de matériaux, et étudiant de troisième cycle Don-Hyung Ha, est décrit dans la question du 10 octobre des Lettres Nanoes (Vol. 12, Numéro 10).

Nanoparticles ont été considérable vérifiés comme cathode et anode actives dans des batteries lithium-ion -- composants communs des appareils électroniques -- parce qu'ils peuvent augmenter les propriétés électrochimiques des batteries.

Pour utiliser les nanoparticles colloïdaux pour les électrodes, il avait été nécessaire de les combiner avec les matériaux conducteurs carbone-basés pour augmenter le transport de charge, ainsi que les cahiers polymères pour coller les particules ensemble et au substrat d'électrode, Robinson a dit. Ce procédé a ajouté le grammage supplémentaire à la batterie et l'a rendu difficile de modéliser le mouvement des Li-Ions et des électrons par le mélange.

La technique de traitement critique Robinson et les collègues utilisés étaient un dépôt électrophorétique, qui grippe les nanoparticles en métal sur la surface du substrat d'électrode entre eux dans un assemblage, produisant les contacts électriques intenses entre les particules et le collecteur de courant.

Le procédé a comme conséquence une importante amélioration dans l'assemblage d'électrode de batterie qui ne peut pas être reproduit par des méthodes conventionnelles. Une Fois Que fixées, les particules ne sont plus soluble et sont mécaniquement robustes. En fait, ceci qui traite produit un film qui a la stabilité mécanique supérieure si comparé aux films fabriqués par des méthodes batterie-effectuantes conventionnelles avec des cahiers, Robinson a dit.

Cette recherche a mené à la première électrode de batterie de nanoparticle-film de cobalt-oxyde effectuée sans utiliser des cahiers et des additifs de noir de carbone, et ils affichent des capacités gravimétriques et volumétriques élevées, même après 50 cycles.

Le travail a été supporté par les Matériaux d'Énergie Centrent chez Cornell a financé par le Département de l'Énergie des États-Unis, le Bureau de la Science, Bureau de la Science De base d'Énergie ; le Centre de Cornell pour la Recherche de Matériaux avec le financement du National Science Foundation ; et par le centre d'Université Polytechnique du Roi Abdullah chez Cornell.

Source : http://emc2.cornell.edu

Last Update: 1. November 2012 09:45

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