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新研發出的新型整體式電極,可用于高容量柔性電池

獨愛72H ? 來源:環球創新智慧 ? 作者:環球創新智慧 ? 2019-12-19 15:59 ? 次閱讀

(文章來源:環球創新智慧)

據韓國浦項科技大學官網近日報道,該校研究人員開發出一款整體式電極,它可以取代笨重的銅采集器,使開發高容量柔性電池成為可能。

如今,隨著需要大容量電力的可穿戴設備與智能手機(例如可折疊手機5G手機)上市,科學家們對于電池的興趣日益增長,并研制出各種類型的電池,例如嵌入到智能手表腕帶中的柔性電池,或者為無線充電開發的無線電力分享電池等。

近日,韓國的一支研究團隊開發出一款整體式電極,它可以取代笨重的銅采集器,并使得開發高容量柔性電池成為可能。韓國浦項科技大學化學與先進材料科學系教授 Soojin Park 和他的博士后研究員 Jaegeon Ryu、博士生 Jieun Kang 與韓國材料科學研究院展開合作,成功開發出一款具有超薄三維有機電極的柔性電池。

此外,他們采用一款三維銅集電器1),能將電池的重量減輕到傳統銅集電器的十分之一以下。他們用有機材料替代石墨陽極,能將電池的能量密度提高到四倍以上。他們的研究成果發表在最近一期的《ACS Nano》期刊上。

有機材料的導電性較低,而且目前沒有使集電器與有機材料合為一體的方案。因此,在這項研究之前,科學家們一直無法研制出一個具有有機材料的整體式電極。該研究團隊研究出一種新方案,以取代使電池變笨重的集電器和低能量密度的石墨陽極,目的在于創新性地減輕電池重量。

團隊采用單壁碳納米管(SWCNT)氣凝膠,制造出一種高導電性的三維結構。在這里,他們通過涂覆納米級的“酰亞胺基網絡(IBN)”2)有機材料,制造出超薄的整體式有機電極。

三維整體式電極涂有8納米并可調節厚度的超薄有機 IBN 層,可達到 1550 mA h g-1的容量,并反復充電逾800次。這些電極涂上了有機材料。盡管它們的本征導電性差,但卻具備了高導電率,并通過幫助鋰快速轉移通過大量氧化還原活性位點,提升了充電電池的電化學性能。此外,有機材料涂層的厚度可被簡單控制,而且他們能夠極大地提升有機電極的電流密度。
(責任編輯:fqj)

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