Просмотры:0 Автор:Pедактор сайта Время публикации: 2013-08-10 Происхождение:Работает
На ПИСЬМЕННОЙ странице первого в мире международного научно-технического журнала «ПРИРОДА» есть научная статья под названием «Сверхбыстрая перезаряжаемая алюминиево-ионная батарея».В научной статье для проведения электрохимических измерений использовался лист пиролитического графита Дасена.
Ячейка типа Swagelok (диаметром 1/2 дюйма) была изготовлена с использованием катода из фольги PG 4 мг (0,017 мм, Suzhou Dasen Electronics Materials) и анода из фольги Al 90 мг (0,25 мм, Alfa Aesar).
Разработка новых систем перезаряжаемых батарей может стимулировать различные применения энергии, от персональной электроники до систем хранения энергии в сети1,2.Перезаряжаемые батареи на основе алюминия отличаются низкой стоимостью и низкой воспламеняемостью, а также трехэлектронными окислительно-восстановительными свойствами, что обеспечивает высокую емкость3.Однако исследовательские усилия за последние 30 лет столкнулись с многочисленными проблемами, такими как распад материала катода4, низкое напряжение разряда элемента (около 0,55 В; ссылка 5), емкостное поведение без плато напряжения разряда (1,1–0,2 В6 или 1,8–0,8 В7). и недостаточный срок службы (менее 100 циклов) с быстрым снижением мощности (на 26–85 процентов за 100 циклов)4-7.Здесь мы представляем перезаряжаемую алюминиевую батарею с высокой емкостью, в которой используется металлический алюминиевый анод и трехмерный катод из вспененного графита.Батарея работает за счет электрохимического осаждения и растворения алюминия на аноде, а также интеркаляции/деинтеркаляции хлоралюминатных анионов в графит с использованием негорючего ионного жидкого электролита.Ячейка демонстрирует четко выраженные плато напряжения разряда около 2 В, удельную емкость около 70 мАч/г и кулоновский КПД около 98 процентов.Было обнаружено, что катод обеспечивает быструю диффузию и интеркаляцию анионов, обеспечивая время зарядки около одной минуты при плотности тока 4000 мАг–1 (что эквивалентно 3000 Вткг–1) и выдерживает более 7500 циклов без снижения емкости.
Благодаря низкой стоимости, низкой воспламеняемости и трехэлектронным окислительно-восстановительным свойствам алюминия (Al), перезаряжаемые батареи на основе алюминия в принципе могут обеспечить экономическую эффективность, высокую емкость и безопасность, что приведет к существенному прогрессу в технологии хранения энергии3. 8.Однако исследования перезаряжаемых алюминиевых батарей за последние 30 лет не смогли конкурировать с исследованиями других аккумуляторных систем.Это произошло из-за таких проблем, как распад материала катода4, низкое напряжение разряда элемента (~ 0,55 В; ссылка 5), емкостное поведение без плато напряжения разряда (1,1–0,2 В или 1,8–0,8 В; ссылки 6 и 7 соответственно). ), а также недостаточный срок службы (<100 циклов) с быстрым снижением мощности (на 26–85% за 100 циклов) 4–7.Здесь мы сообщаем о новых графитовых катодных материалах, которые обеспечивают беспрецедентные профили разрядного напряжения, циклическую стабильность и скоростные характеристики для алюминиевых батарей.