石墨烯下一代電池技術特性

實驗與石墨烯在下一代電池凸顯出重要的作用,這種材料將在未來能源存儲解決方案。

鋰電池在攜帶型能源市場的統治仍在繼續,由於低成本和鋰元素的自然豐富,加上材料的能量密度特性好。不斷上升的能源需求推動我們的移動通信設備、電動汽車、無人機和其他攜帶型技術將對鋰離子電池性能和駕駛研究小說電池解決方案。

新材料對電極是一個非常活躍的研究方向,由於電極在電池性能的關鍵作用。 增加要求充電/放電功耗和穩定的需求促使科學家工程師新的複合材料,經得住考驗的耗電移動用戶。

早些時候研究人員嘗試了graphene-boron複合材料,氧化石墨烯與納米孔,graphene-vanadium混合物作為現代鋰離子電池電極材料。 更換標準石墨電極與這些材料取得了快10倍收取,10倍大的能量儲存,在20秒收,良好的循環穩定性。這是總結有三個最有前途的策略來提高鋰離子電池石墨烯和其他二維材料。第一種策略是雜交,當石墨烯與其他2 d或其他導電納米雜化材料,提高導電率和循環穩定。第二個策略是邊緣和表面功能化,其他材料的吸附原子與2 d材料來調整它們的屬性如電子結構、表面化學反應性,層間間距。最後的策略是控制二維納米材料形態,例如引入納米孔或控制等厚度和橫向維度,這會顯著地影響電化學性能或增加團。在這個方向上的研究仍在繼續,因為科學家們發現新方法合成二維材料用於電極,導致更持久而持久的鋰離子電池。

鋰離子技術也只能到此為止,正在尋找可行的替代技術,滿足移動電力需求日益增長的需求。石墨烯氧化物(去)特別是作為總統候選人出現了陰極材料未來鋰硫電池(Li-S)。Li-S被廣泛認為是最有前途的繼任者為今天的鋰離子電池嗎。GO-based這些實驗電池顯示增加陰極放電容量保留50%,提高循環穩定性高達86%,超過任何其他類型的陰極。最近的結果表明,石墨烯陰極支持一個非常高的可逆容量(1160 mAh / g)。在這些/硫複合材料,石墨烯中起著重要作用提高硫的電子導電率,抑制可溶性聚硫化物的太空梭效應導致陰極破解傳統的陰極。

最後,研究人員正在超越鋰實驗解決方案,比如鋁離子電池,它具有潛力提供巨大的容量和高電流能力,同時對環境更友好比鋰離子技術。這些電池也含有石墨烯電極。雖然在第一個實例的能力實現溫和,一個完整的充放電循環花不到三分鐘。

近年來發展無疑表明,石墨烯可以真正實現新型攜帶型能源解決方案的技術,與石墨烯電極材料現在被認為是電池組件的前沿。

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