往期阅读
当前版: 01版 上一版  下一版
上一篇    下一篇
放大 缩小 默认   

多孔石墨烯电极技术取得重要进展

  据新华社消息日常生活中许多产品离不开电池,但电池的充电速度和使用时间始终遭人诟病。美国华人科学家在最新一期美国《科学》杂志上报告说,他们研制出一种多孔石墨烯复合电极技术,朝着研制充电速度快且续航能力强的电池迈近重要一步。 

  美国加利福尼亚大学洛杉矶分校段镶锋教授对记者说,充电快慢由功率密度决定,使用时间长短由能量密度决定,但对于现在大部分电池,提高功率密度与提高能量密度通常相互冲突。而以多孔石墨烯为三维框架结构、表面均匀生长纳米颗粒五氧化二铌的方式制成的复合电极,能同时实现充电快和使用时间长这两个目标。 

  “对于一个需要充1小时电的手机电池,利用这个电极有可能把充电时间降到10分钟内,而电池容量并没有减少多少,”他举例说,“此前我们可能听说过类似快充,但一般伴随的是能量密度(使用时间)的大幅降低。” 

  锂离子电池是目前最主流的电池类型,但其能量密度等性能被认为已接近极限。过去10多年,学术界的很多研究集中在新的电极材料上,尤其是纳米结构电极材料。这些材料在实验中可输出很高的能量或实现快充,但在商用器件中却一直没办法达到理想性能。 

  石墨烯是从石墨材料中剥离出来,由碳原子组成的二维晶体,具有优异的导电性能。这项研究使用三维多孔石墨烯结构,加上五氧化二铌作为电极材料,较好地解决了相关技术难题,成功实现了较高电池容量和超快速充放电的组合。 

  段镶锋说:“利用类似原理,我们正在把三维多孔石墨烯与高容量纳米材料,如纳米硅、硫等复合,若成功实施有望在电池容量上实现3至5倍以上的改善,进一步增加手机待机时间或电动汽车的行驶距离。” 

  他说,虽然相关工作仍有很多细节需要完善,生产工艺也需进一步优化,但这“为实现高容量、高功率商用电池器件指出了一个切实可行的蓝图”。

  林小春

上一篇    下一篇
 
标题导航
   第01版:要闻
   第02版:产经
   第03版:产权
   第04版:科普
   第05版:周刊
   第06版:专刊
   第07版:专刊
   第08版:专刊
“类脑国家实验室”成立
互联网家装接受度逐渐加深
物流领域国家工程实验室揭牌
无轴式摩天轮在山东潍坊落成
我国首次出口成套铁路大型养路机械
多孔石墨烯电极技术取得重要进展
聊天机器人有了“喜怒哀乐”
单片机上大显身手