新式锂电池资料有助进步锂离子电池容量

日前，新加坡科技研讨局部属资料与工程研讨院的刘兆林（音译）与我国复旦大学的于艾水（音译）等研讨人员，通过研制一种新式锂电池电极材料，增大了锂离子电池的容量，或将协助电动汽车行驶得更远。相关研讨成果日前发表于《电化学通讯》。 据了解，锂离子电池通过使锂离子在电极两头来回络绎实现充电与放电进程。

例如，在充电时，锂离子从一般由锂钴氧化物制作的阳极资料上脱嵌，穿过隔膜和电解液，嵌入到阴极中。放电则以相反的进程进行。 在一般情况下，锂离子电池的阴极由充满着细小孔隙的石墨资料制作。之前有研讨发现，比较石墨资料，氧化铁资料可以让电池具有更大的容量。但用氧化铁资料作为阴极的电池的充电进程非常缓慢，一起，这种资料在经历数次充放电循环之后，就会被锂离子损坏，进而影响电池容量。 而在最新的研讨中，刘兆林和于艾水估测，比较氧化铁阴极，阴极由氧化铁纳米粒子制作的电池的充电进程或许将会快许多，由于这种纳米资料的孔隙非常适宜锂离子嵌入。

并且，这些孔隙还可以跟着锂离子嵌入而作出相应的改动。 为了验证这一主意，研讨人员通过在水中加热硝酸铁，得到了大小为5纳米的氧化铁粒子，也就是α-Fe2O3。然后，他们将这些粒子与炭黑粉末相混合，运用聚偏二氟乙烯加以固定，将这一混合物覆盖在铜箔上面，最终制成电池阴极。 试验标明，在第一轮充放电进程中，运用新式阴极电池的转化功率为传统电池的75%~78%，可是，通过几轮充放电，新式电池的功率达到了传统电池的98%。 对此，研讨人员标明，电池的功率之所以会逐步进步，是由于在前几轮的充放电进程中，氧化铁纳米粒子被分解到适宜的尺度。

而98%这一数据则标明，新式电池已经非常接近现在商用锂电池的水平。 尔后的试验标明，大约在230次循环之后，新式电池的功率还维持在97%左右。并且令人欢喜的是，这种电池的容量达到了1009毫安时/克，简直比传统石墨阴极电池高出了三倍。一起，新式电池没有遇到困扰其他氧化铁阴极电池的退化问题。 现在，该团队正在优化纳米组成进程，并且着手进步氧化铁纳米电极在初始循环中的转化功率。