有什么方法可提高鋰離子電池容量及快速充放電？
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-10-08 10:01
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現(xiàn)在，鋰離子電池是許多設(shè)備（從手機(jī)到電動(dòng)汽車）最普及的電源。與傳統(tǒng)電池相比，這些電池的比容量高、使用壽命長和安全性好。盡管有這些優(yōu)勢，增加電池的容量和提高充電速度仍是亟需解決的問題。
鋰離子電池的物理基體是由多孔聚合物材料分隔開的兩個(gè)電極，即陽極（正）和陰極（負(fù)）。充電時(shí)，電流把鋰離子從陰極移動(dòng)到陽極，而電池使用時(shí)，鋰離子向相反方向移動(dòng)。當(dāng)電池電量耗盡時(shí)，電極之間鋰離子的移動(dòng)能力很低，這就是為什么智能手機(jī)買了幾個(gè)月后，需要比原來更頻繁地充電的原因。
現(xiàn)在，使用石墨烯可以延長電池的壽命。石墨烯是一種獨(dú)特的二維材料，因發(fā)現(xiàn)該材料在2010年授予了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，它的比表面積大、導(dǎo)電性和彈性好。石墨烯可廣泛用于各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域，包括儲(chǔ)能設(shè)備。
俄科學(xué)家研制的復(fù)合材料是由兩種異質(zhì)層（石墨烯和二硫化釩）組成的二維結(jié)構(gòu)，這種薄片的厚度大約為1納米。研究證實(shí)，不僅可以把鋰離子限制在該材料的表面上，而且還可以約束在層間的空間里，最終結(jié)果導(dǎo)致材料的高比容量。
科學(xué)家估計(jì)，該復(fù)合材料的正極材料容量可達(dá)569mAh/g，比現(xiàn)在鋰離子電池最常用于陽極的石墨要高出幾乎一倍。理論計(jì)算表明，石墨烯和釩的化合物不僅保證電子轉(zhuǎn)移的效果好，而且確保了材料的機(jī)械強(qiáng)化。
除了容量之外，該復(fù)合材料關(guān)鍵的特點(diǎn)是鋰離子在材料內(nèi)部的遷移率高。這就可以快速給電池充電或者給大功率設(shè)備供電。此外，離子的高遷移率能夠使電池在低溫下正常工作。
