加州大學伯恩斯工程學院的研究人員為鋰離子電池開發了一種類似紙張的矽材料,為每個電池的每個單位重量提供了幾倍的特定能量的潛力。
在《自然科學報告》雜誌上發表的一項研究中,研究人員詳細介紹了一種類似於人類頭髮的紙張的材料,超過100倍。由計算機和電氣工程教授Mihri Ozkan和機械工程教授Cengiz Ozkan領導,研究人員使用靜電紡絲生產了納米纖維材料。
一種在發出的溶液之間施加20,000至40,000伏的技術,該溶液主要由四乙基矯形器組成,一種被半導體工業常用的化合物和旋轉的滾筒,產生了由矽製成的纖維結構,看起來很像海綿。
傳統上生產的鋰離子電池陽極由由導電添加劑,聚合物粘合劑和石墨組成的混合物覆蓋的銅箔製成。不幸的是,石墨已經開始在其性能中動搖,因此研究人員正在轉向其他材料來替代它。
矽是一個很好的替代候選者,因為它的電荷石墨具有將近10倍的電池單位重量。但是,由於體積的急劇擴展,它很容易降低電池。
研究中生產的新材料解決了在矽中的這個問題,從而使電池可用於數百個週期,而不會遭受廣泛的降解。
Zachary Favors,UC Riverside的研究生和研究的作者之一,解釋了例如,轉換為能量密度的材料,同時消除了對無活躍的聚合物粘合劑和金屬電流收集器的需求,將導致電動汽車范圍能力的巨大提升。
此外,該研究還解決了獨立電極的可伸縮性,允許矽納米線或碳納米管等材料一次生產幾克。
涉及此類研究的未來工作將擴展為將類似紙張的納米纖維整合到鋰離子電池中,以袋形式(一種較大的格式)安裝在便攜式電子和電子車輛中。
該研究獲得了Temiz Energy Technologies的支持。對於研究人員的作品,加州大學河濱加州大學的技術商業化辦公室已繼續提交專利。
研究的其他作者包括:雷切爾(Rachel),漢德·霍西尼灣(Hamed Hosseini Bay),羅伯特·伊恩斯庫(Robert Ionescu),Zafer Mutlu和Kazi Ahmed。是的,Ionescu,Mutlu和Ahmed先生也是UC Riverside的研究生。