首页>资讯中间>行业资讯 钜年夜LARGE|点击量：225次|2022年12月29日 跟着锂电池能量密度的不竭晋升，传统的石墨材料已远远没法知足高比能电池的设计，为领会决石墨负极材料容量偏低的问题，人们开辟出了多种高容量的负极材料，例如硅基材料、锡基材料等，这些材料的容量遍及在1000mAh/g以上，极年夜的晋升了锂电池的能量密度。 除上述的高容量负极材料外，金属氢氧化物因为较高容量的特征，在最近几年也获得了普遍的存眷。近日，韩国东国年夜学的AkbarI.Inamdar（第一作者，通信作者）和HyungsangKim（通信作者）等人经由过程化学侵蚀的体例直接在铜箔生成了一层Cu(OH)2纳米棒，以该材料作为负极时，在0.1A/g的电流密度下可以取得2145mAh/g的初次放电容量，并表示出了杰出的倍任性能。 比拟在金属氧化物，金属氢氧化物凡是可以或许供给更高的容量，是以最近几年来金属氢氧化物的研究获得了较多的存眷。Cu(OH)2纳米棒的合成方式以下图所示，起首采取去离子水设置装备摆设2.5MNaOH和0.125M(NH4)2S2O8的夹杂溶液，铜箔在乙醇中清洗清洁后放入到该夹杂溶液处置20min，在该进程中产生的反映以下式所示，颠末20min的侵蚀，Cu箔概况生成了年夜量的Cu(OH)2纳米棒，随后铜箔颠末乙醇和去离子水清洗落后行常温干燥。 下图a为处置后的Cu箔的XRD图谱，从图中可以或许看到铜箔中主要存在Cu(OH)2和Cu两种晶相。这一成果进一步被下图b、c、d中所示的拉曼光谱数据所证实。比概况测试发现该材料的比概况积到达了6.661m2/g，平均孔尺寸为92.71nm。为了阐发Cu箔概况的化学状况，作者进行了XPS阐发，Cu2p图谱中在933.07eV和934.64eV存在两个特点峰，别离对应CuO和Cu(OH)2，从O1s图谱中我们也进一步确认了这两种物资的存在。 下图为Cu箔概况的高分辩率SEM图片，从图中可以或许看到Cu箔概况随机发展了年夜量的Cu(OH)2纳米棒，这些纳米棒的长度在10um摆布，因为这些纳米棒自己具有多孔的特征，而且纳米棒的底端直接和Cu箔相连，是以付与了Cu(OH)2纳米棒快速充放电的能力。 下图a为Cu(OH)2纳米棒的轮回伏安曲线，从下图可以看到Cu(OH)2纳米棒的初次充放电曲线和后续的两次充放电曲线之间存在着较着的不同，这多是因为极化和生成SEI酿成的。在还原扫描的进程中第一个还原峰呈现在0.75V四周，对应的是Cu(OH)2的分化，其余的两个还原峰别离呈现在0.46V和0.31V、，对应的是电解液的分化，在氧化扫描的进程中氧化峰呈现在0.77V、1.36V、1.97V，对应的是Cu再次被氧化成为Cu2O，终究氧化为CuO，全部充放电进程中的电化学反映以下式所示。 标称电压：21.8V标称容量：15mAh电池尺寸：51×80×236mm利用范畴：便携式激光装备、蚀刻机、打标机 下图b为Cu(OH)2纳米棒的充放电曲线（电压规模为0.005-3.0V），从图中可以或许留意到在放电的进程中在1.57V、1.26V和0.9V四周呈现了电压平台，此中在1.57V四周对应的为Cu(OH)2不成逆的分化为CuO（以下式2所示），1.26V电压平台对应的为CuO分化为Cu2O，0.9V四周的电压平台对应的则为Cu2O进一步分化为Cu。Cu(OH)2纳米棒初次放电比容量到达2145mAh/g，可是在第二圈轮回中放电容量就降落到了1569mAh/g，并终究不变在了1472mAh/g。可是在随后的轮回中充放电曲线则几近重合，这注解电极杰出的可逆性和界面不变性。可是我们也留意到在后续的轮回进程中，电池的充电容量老是高在放电容量，电池的库伦效力也下降到了70%，作者认为这多是由于材料的布局转变，和铜箔集流体在轮回进程中的氧化等缘由。 下图c为Cu(OH)2纳米棒的倍任性能测试成果，从图中可以看到在0.1A/g的电流密度下材料的容量终究不变在了1490mAh/g，在0.2A/g的电流密度下材料的容量为1178mAh/g，在1A/g的年夜电流密度下材料的容量依然可以到达800mAh/g摆布，表示出了很是优良的倍任性能。 下图为Cu(OH)2纳米棒材料在轮回前后的交换阻抗图谱，作者按照下图b中所示的等效电路对交换阻抗数据进行了拟合，拟合成果显示轮回前Cu(OH)2纳米棒的电荷互换阻抗为56.75 Omega;，而轮回后电荷互换阻抗下降到了21.05 Omega;，这多是因为频频的轮回进程中Cu(OH)2纳米棒产生了显著的布局转变。 为了阐发Cu(OH)2纳米棒储锂机理，作者采取XRD东西对轮回后Cu(OH)2纳米棒进行了阐发，从图中可以或许看到在轮回后Cu(OH)2晶相完全消逝，呈现了Cu2O和Cu的晶相，这注解Cu(OH)2在充电的进程中产生了分化，生成了新的产品。 下图b和c为Cu(OH)2纳米棒在充放电后的概况描摹，从图中可以或许看到在充电状况下Cu(OH)2纳米棒产生了显著的体积膨胀和团圆，概况状况很是粗拙。在放电状况下，Cu(OH)2纳米棒体积缩短，可是依然存在因为体积膨胀呈现的布局粉碎，布局粉碎造成了部门活性物资没法参和到充放电反映，从而造成了容量损掉。 充电温度：0~45℃放电温度：-40~+55℃-40℃最年夜放电倍率：1C-40℃放电容量连结率：0.5C放电容量≥70% AkbarI.Inamdar经由过程对铜箔进行简单的侵蚀处置，在铜箔概况直接发展出了Cu(OH)2纳米棒，因为Cu(OH)2纳米棒直接和铜箔链接，是以付与了材料杰出的电机能，在初次放电中材料的比容量到达2145mAh/g，在后续的轮回中逐步不变在了1472mAh/g，在倍任性能测试中该材料也表示出了优良的倍任性能。 本文主要参考以下文献，文章仅用在对相干科学作品的介绍和评论，和讲堂讲授和科学研究，不得作为贸易用处。若有任何版权问题，请随时和我们联系。 MacroporousCu(OH)2nanorodnetworkfabricateddirectlyonCufoilasbinder-freeLithium-ionbatteryanodewithultrahighcapacity,JournalofAlloysandCompounds829(2020)154593,AkbarI.Inamdar,HarishS.金年会Chavan,AbuTalhaAqueelAhmed,YongcheolJo,SangeunCho,JongminKim,SambhajiM.Pawar,HyungsangKim,HyunsikIm 上一篇：动力锂电池收入降落 CATL一季度净利预降20%以上 下一篇：美国研究人员打造枝晶自愈的钾电池 比锂电池更高效/更平安 从年夜规模能源贮存系统至便携电子器件，锂离子电池在此中饰演侧重要脚色，是以提高其功率密度、能量密度和轮回寿命是十分需要的。锗基材料有着高理论比容量、快速锂离子分散率和高电导率，十分合用在锂电阳极。但是， 锂电池的利用普遍，从平易近用的数码、通讯产物到工业装备到特种装备等都在批量利用，分歧产物需要分歧的电压和容量，是以锂离子电池串连和并联利用环境良多，锂电池经由过程加装庇护电路、外壳、输出而构成的利用电池称为P 4高 285瓦时/千克，700瓦时/升 100C延续放电 80℃高温轮回200周 上限电压4.45V，平台电压3.85V 1防爆 200Wh/kg高能量密度 改性三元化学系统
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