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钠电池新突破:双面石墨烯让容量增长10倍

TIME : 2021-09-01

导读:为了寻求可持续的能源储存,瑞典查尔姆斯理工大学的研究人员提出了一个新的概念,将石墨烯应用到可持续的钠离子电池中,从而让容量比传统钠离子电池增长了十倍。


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在目前的性能水平上,钠离子电池是无法与储能锂电池竞争的。一个原因是钠离子比锂离子大,不能很好地与由石墨烯堆叠层组成的石墨电极融合。因此,它们无法有效地储存在石墨结构中。


为了解决这一问题,瑞典查尔姆斯理工大学的研究人员开发了一种具有独特结构的Janus石墨烯。他们在石墨烯层的一侧添加了分子间隔物。当它们层叠在一起时,分子促进了石墨烯片之间的相互作用,并创造了更大的空间,明显提高了容量。


这种新型石墨烯在相反的表面上具有不对称的化学功能,因此被称为“双面石墨烯”,是以古罗马双面神Janus命名的。


通常情况下,标准石墨中钠插层的容量约为35mAh/g,还不到石墨中锂离子插层能力的十分之一。使用新型石墨烯,钠离子的容量为332mAh/g,接近石墨中的锂容量。


查尔姆斯大学工业和材料科学系的附属教授Vincenzo Palermo表示:“我们的Janus材料离工业应用还很远,但新的结果表明,我们可以对超薄的石墨烯片以及它们之间的微小空间进行设计,以实现高容量的能量存储。”

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