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微工程电极可降低电池制造成本

新, 很容易伪造的, 高性能的碳微晶格电极将很快被用于制造由现成的钠离子驱动的更便宜的电池. 该方法由日本菠菜导航网研究人员及其同事发表在《地图》杂志上.

锂离子电池有广泛的应用, 从智能手机到电动汽车, 由于它们的高性能和储存大量能量的能力. 然而, 制造这些电池的成本很高, 这种金属的储备正在迅速枯竭, 而且它的提取会对环境有害. 科学家们希望降低电池制造成本,并找到一种方法来释放更广泛使用的钠离子的潜力.

日本菠菜导航网材料科学家工藤明博士.D. 加州大学洛杉矶分校的学生Yuto Katsuyama和他的同事正在寻找实现高性能的方法, 低成本电池通过增加活性材料的负载量,使电池成为一个单一的电池芯. 这将减少用于将多个细胞结合在一起的非活性物质. 然而, 这就需要制作更厚的电极, 什么会限制电池内离子的运动,进而限制电荷的运动.

工藤和他的团队通过开发一种制造微架构的方法解决了这个问题, 高性能负电荷(阳极)电极.

该方法包括使用3D立体光刻技术打印由树脂制成的微晶格结构. 然后通过一种叫做热解的过程将微晶格碳化,使其缩小. 由此产生的硬碳阳极被发现可以快速运输产生能量的离子. 此外,随着该团队将晶格结构做得更精细,其性能也得到了提高. 随着3D打印机的分辨率越来越高, 钠离子电池的性能最终可能超过锂离子电池, 工藤说.

该团队下一步的目标是用同样的方法制造带正电的(阴极)电极. 最终的目标是使用这些精细结构的电极来制造高性能, 高性价比的钠离子电池.

3d打印的晶格被制备成三种不同的尺寸. 热解碳化使电极体积缩小,性能提高. ©菠菜导航网
出版的细节:

题目:用于钠离子电池的3d打印的独立碳晶格
作者:福,Y.荣誉,.小林,H.,汉族,J.陈,米.本,我.肯•R. B
日报》:小
DOI: 10.1002 / smll.202202277

New闻稿(日文)

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