科学家揭示了生产高性能锂硒电池的简单方法

可充电锂离子电池(LIB)因其长寿命周期、高比功率和能量密度,被认为是下一代电池技术的最佳希望。然而,它们还不能满足电动汽车等新兴技术不断增长的需求。锂硒电池技术因其高理论体积容量和更高的导电率,越来越被认为是锂电池的真正替代品。

在《自然-通讯》杂志发表的首篇同类研究中,来自萨里先进技术研究所(ATI)的工程师与悉尼大学技术团队合作,详细介绍了他们如何使用单原子催化剂为Li-Se电池制造高效阴极。他们证明,他们的电池具有卓越的速率能力和出色的长期循环性能。

萨里团队采用精巧地控制Zeolitic Imidazolate Framework(ZIF)颗粒,这些颗粒被放置在聚苯乙烯球体的表面。然后,ZIF的芯壳被转化为中空结构的碳材料。

通过进一步微调,ATI团队成功制造出原子钴电催化剂、氮掺杂中空多孔碳、氮掺杂中空多孔碳和钴纳米颗粒。通过在中空结构碳颗粒中嵌入硒,生产了碳/硒复合材料。

科学家揭示了生产高性能锂硒电池的简单方法
合成钴单原子/氮掺杂的空心多孔碳(Co SA -HC)颗粒的程序示意图

原子钴电催化剂作为Li-Se电池的阴极材料,明显表现出优越的电化学性能,包括优越的速率能力(50?C时311?mA?h?g?1)和优异的循环稳定性(5000次循环后267?mA?h?g?1,在50?C的电流密度下,每循环容量衰减0.0067%),库仑效率约为100%。获取更多前沿科技信息访问:https://byteclicks.com

主要作者之一、ATI能源材料专业读者(副教授)刘健博士说。

“我们真的相信,我们的原子钴掺杂合成材料可以为锂硒电池成为未来首选电池技术铺平道路。虽然我们的结果令人难以置信地鼓舞人心,但要实现我们的高容量、可持续电池技术的梦想,还有一段路要走。”

萨里大学ATI主任Ravi Silva教授说。

“我们对刘博士团队所做的极具创造性的优秀工作感到无比自豪–这项研究可能是可持续电池技术发展的决定性时刻。”

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