叶建超研究锂离子电池

石墨烯和氢增强手机电池容量

加州劳伦斯利弗莫尔国家实验室的科学家们表示,现代智能手机中使用的锂离子电池可以通过氢处理石墨烯获得更大的容量。

研究小组用氢气处理石墨烯纳米泡沫电极,取代了石墨等传统电极材料,制造出了电极。

他们发现,使用这种新电极的锂离子电池容量更高,充电速度更快。

石墨烯材料在储能设备(包括锂离子电池和超级电容器)上的商业应用目前受到限制,原因是难以以低成本大量生产这种材料。

目前,由于材料存在缺陷,所使用的方法会留下大量的原子氢,从而影响石墨烯的电化学性能。

然而,利弗莫尔大学的科学家们发现,用低温氢处理缺陷丰富的石墨烯实际上提高了电极的容量,因为它在材料中打开了小的间隙,便于锂渗透和能量传输。

“我们在电极上看到的性能改进是一项具有现实应用价值的突破,”一篇概述该研究的论文的主要作者叶建超(Jianchao Ye)说。

另一位参与该项目的科学家布兰登·伍德(Brandon Wood)说:“我们发现,经过氢处理后,石墨烯纳米泡沫电极的速率容量显著提高。

“通过将实验结果与详细的模拟相结合,我们能够追踪缺陷和解离氢之间微妙相互作用的改善。

“这导致石墨烯的化学和形态发生了一些小变化,结果对性能产生了惊人的巨大影响。”

以相对较低的成本提高锂离子电池的能量密度,可能会对可再生能源和电动汽车等其他领域产生深远影响。

今年9月,加拿大研究人员证明了第一个使用锂原子涂层的超导石墨烯

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