為什么石墨烯可以囚禁硅粒子?
2021年02月23日
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石墨烯
團隊在初次測驗該方法時,運用的是貴重的納米粒子和不一樣的包衣,但是作用不可抱負。
“這個方法讓我們運用更大的硅粒子,直徑1到3微米或許上百萬分之一米,愈加廉價而且簡單獲得。”擔任該項目的Yi Cui說,“實踐上,我們運用的粒子十分類似制作半導體芯片運用的銑削硅錠而發生的廢料,他們像鋸屑的形狀和大小。這么大的粒子之前從來沒有運用在電池的陽極上,且體現得如此好,所以這是十分令人興奮的成果,而且為我們供應了一個愈加實踐的解決方案。”
給每個硅粒子穿上合體的石墨烯外套需求一個進程。首先給粒子鍍鎳,然后讓石墨烯層在金屬頂端成長,運用酸溶解鎳,在籠子里留下滿意的空間,能夠讓硅在其間脹大。
近來,斯坦福大學科研團隊宣告完成了一項電池的打破技能,能夠大幅度進步鋰電池的功能,并使得它們更小更輕。研究人員經過將硅粒子封閉在石墨烯“牢籠”內,改進了電池功能。
為了進步容量,這些年電池開始運用硅陽極。但是硅粒子在充電時期會脹大許多,簡單開裂或破碎,而且與電池電解液反應,構成一層膜,導致功能下降。
在和美國能源部SLAC國家加速器實驗室的協作下,研究人員將每個硅粒子包裹在由石墨烯制成的“定制牢籠”中。石墨烯只需一個原子的厚度,是最薄最強方法的碳,而且導電性很好。在碳籠子里,硅粒子脹大和崩潰,乃至分裂開,但是它能夠將碎片連接到一同,繼續起作用。石墨烯的屏障也阻遏了與電解液發生破壞性的化學反應。
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