研究人員開發出了生產高性能鋰硒電池的簡單方法
時間:2020-11-20 21:21來源:科技報告與資訊 作者:綜合報道
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可充電鋰離子電池(LIB)因其壽命長、高的比功率和能量密度，被認為是下一代電池技術的最佳希望。然而，它們還不能滿足電動汽車等新興技術不斷增長的需求。Li-Se電池技術因其高理論體積容量和更高的導電率，越來越被認為是LIBs的潛在替代品。
在《Nature Communications》雜志發表的首篇同類研究中，來自薩里先進技術研究所（ATI）的工程師與悉尼大學技術團隊合作，詳細介紹了他們如何使用單原子催化劑為Li-Se電池制造高效陰極。他們的電池具有卓越的速率能力和出色的長期循環性能。
薩里團隊采用精巧地控制放置在聚苯乙烯球體表面的沸石咪唑框架（ZIF）顆粒。然后，ZIF的芯殼被轉化為中空結構的碳材料。通過進一步微調，ATI團隊成功制作出原子鈷電催化劑、氮摻雜中空多孔碳、氮摻雜中空多孔碳和鈷納米顆粒。通過在中空結構碳顆粒中嵌入硒，生產了碳/硒復合材料。
原子鈷電催化劑作為Li-Se電池的陰極材料，表現出優越的電化學性能，包括優異的速率能力（50 C時311 mA h g-1）和優異的循環穩定性（5000次循環后267 mA h g-1，在50 C的電流密度下，每個循環的容量衰減為0.0067%），庫侖效率約為100%。
主要作者之一、ATI能源材料副教授Jian Liu博士說：“我們真的相信，我們的原子鈷摻雜合成材料可以為鋰硒電池鋪平道路，使其成為未來幾代人的首選電池技術。雖然我們的結果令人難以置信地鼓舞人心，但要實現我們的高容量、可持續電池技術的夢想，還有一段路要走。”
薩里大學ATI主任Ravi Silva教授說：“我們對Liu博士團隊所做的極具創造性的優秀工作感到無比自豪，這項研究可能是可持續電池技術發展的決定性時刻。”
論文標題為《High-power lithium–selenium batteries enabled by atomic cobalt electrocatalyst in hollow carbon cathode》。
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