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废玻璃瓶可制造纳米硅阳极


来源:新材料在线

[导读]  加州大学伯灵分校工程学院的机电工程教授Cengiz Ozkan和电气工程教授Mihri Ozkan领导的研究人员使用废玻璃瓶和低成本化学工艺为高性能锂离子电池制造纳米硅阳极。

中国粉体网讯  加州大学伯灵分校工程学院的机电工程教授Cengiz Ozkan和电气工程教授Mihri Ozkan领导的研究人员使用废玻璃瓶和低成本化学工艺为高性能锂离子电池制造纳米硅阳极。这些电池将应用于电动车辆和插电式混合动力电动车辆的范围,并为手机和笔记本电脑等个人电子产品提供更多的电力以及更少的费用。该研究发表在“自然杂志”上。

 

硅阳极可以存储比常规石墨阳极高达10倍的能量,但在充放电期间的膨胀和收缩使得它们不稳定。研究发现硅缩小到纳米尺度可以减缓这一问题,通过结合丰富且相对纯净的二氧化硅形式和低成本的化学反应,研究人员创建了锂离子半电池,储存的能量是传统石墨阳极的近四倍。

 

为了创建阳极,研究人员研究从废弃饮料瓶中的二氧化硅为锂离子电池提供高纯度硅纳米粒子。该团队采用了三步法,其中包括将玻璃瓶粉碎和研磨成精细白粉,将氧化亚氮还原成纳米结构硅,并用碳涂覆硅纳米粒子以提高其稳定性和储能性能。一个废弃的玻璃瓶可为数百个纽扣电池或三五个电池组提供了足够的纳米硅。

 

研究团队发现使用玻璃瓶基硅阳极制造的纽扣电池在实验室测试中大大优于传统电池。碳涂覆的玻璃衍生硅电极以C/2速率在400次循环后显示出优异的电化学性能,容量达到1420mAh/g。


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