A * STAR团队使用氧化石墨烯制造阴极用于改进锂离子电池

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A * STAR的研究人员发现,将有机材料加入锂离子电池可以降低成本并使其更加环保。该团队开发了一种有机电池阴极,与以前的有机阴极材料相比,它具有显着改善的电化学性能。新材料也很坚固,在数千次电池充电/放电循环中保持稳定。


先前研究了一种称为六氮杂萘(HATN)的缺电子刚性有机分子作为锂离子电池的有机阴极材料。然而,其有希望的初始性能在使用过程中迅速下降,因为分子开始溶解到电池的液体电解质中。现在,由Agen STAR生物工程和纳米技术研究所的Yugen Zhang及其同事开发了一种新的阴极材料,其中HATN与氧化石墨烯结合以防止有机物质溶解。

氧化石墨烯具有优异的电子传导性和表面氧官能团,可与HATN形成氢键相互作用,”张说。他解释说,这使得氧化石墨烯成为形成HATN-氧化石墨烯纳米复合材料的有希望的候选者。

据报道,纳米复合材料的性能超出预期。这些材料组合形成核 - 壳纳米棒,其中HATN涂有氧化石墨烯。“氧化石墨烯和HATN形成了非常好的复合结构,解决了HATN在电解液中的溶解问题,并使阴极具有非常好的循环稳定性,”Zhang说。使用该材料作为其阴极的锂离子电池在2000次充电/放电循环后保持其容量的80%。

当他们将氧化石墨烯与称为六氮杂萘三萘酸(HATNTA)的HATN衍生物结合时,该团队看到了更好的性能。在2,000次充电/放电循环后,由这种材料制成的电池保持其容量的86%。改善的性能可能是由于HATNTA分子上的极性羧酸基团,其将分子更强地附着到氧化石墨烯上。

张说,该团队正在继续开发新材料以改善有机阴极的性能。除了研究氧化石墨烯的替代品之外,该团队还致力于使用基于HATN的多孔聚合物作为有机阴极材料,这可以增强电池充电和放电过程中的离子流动。


(文章源于graphene-info网,由石墨烯材料网 www.91shimoxi.com 翻译编辑整理)



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