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废弃玻璃瓶也能做高性能电池材料?

2020/05/22 来源:广西信息港

导读

当前智能手机的一大短板,就是电池续航不够给力。采用硅负极材料有助于提升电池性能,而加州大学河滨分校(UCRiverside)的一支团队现也证

当前智能手机的一大短板,就是电池续航不够给力。采用硅负极材料有助于提升电池性能,而加州大学河滨分校(UCRiverside)的一支团队现也证明——将废旧玻璃瓶作为材料来源,对环境可以更加友好。
从智能手机、到电动汽车,当前锂离子电池为无数产品提供着能源。通常情况下,它们用锂作为阴极、石墨作为阳极。不过随着材料触及天花板,促使研究人员们寻找硅这个老朋友来作为阳极的替代品。
与石墨相比,其储能潜力可达10倍、但不是很耐用。在日常使用的热胀冷缩之下,会让材料破裂并更快磨损。此前的工作已经发现,一开始就粉碎硅材料,有助于克服这个问题。
在解决了耐用性的问题之后,UCR研究团队现在又找到了制造电池的硅材料的新来源——废弃的玻璃瓶。在此之前,研究人员们还用过很多稀奇古怪的阳极材料,比如沙子和蘑菇。
研究人员们将玻璃瓶从垃圾填埋场解救了出来。
首先将玻璃瓶粉碎成良好的白色粉末,然后在热镁的加持下,将二氧化硅进一步细化到纳米级别。最终,这些纳米粒子被碳所包覆,不仅性质更加稳定、储能量也有所提升。
在对采用这种阳极材料制造的纽扣电池进行的400+次循环测试中,其储能量在1420mAh/g左右,较常规石墨阳极电池(约 50mAh/g)有大幅提升。
研究首席作者ChanglingLi表示:“我们从垃圾填埋场找寻这种废弃物开始,一手将它打造成了储能量更高、充电速度更快、性状更稳定的商用纽扣电池,其在未来十年的前景非常光明”。
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