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能提高可充电池耐高温性和稳定性的“三明治”结构

发布时间:2015-6-1 点击:2253 字体大小: 返回
包裹碳氮化硅的二硫化钼电极具有更好的稳定性,这种“三明治”结构的电极中,耐高温的碳氮化硅陶瓷可以保护二硫化钼免受电解液侵蚀,故而提高可充电池耐高温性和稳定性。
  提高手机和其他可充电池的电子产品电量的关键在于组建由纳米片层构成的微小“三明治”结构。
  在最近的研究中发现包裹有碳氮化硅的二硫化钼片层作为电池电极显示出更好的稳定性,同时只有非常小的电容量衰减。
  在最新的出版物中,观察到片层的二硫化钼是块体的二硫化钼储存锂离子数量的两倍还多。同时发现这些片层的高存储锂离子性能不会持续很久,经历五次充放电循环后便会降低。
  这种性能和将硫作为一个电极的锂硫可充电池很相似。众所周知,硫会溶解于可充电池的有机电解液中形成一种含硫中间体,这将导致电池容量衰减。这种二硫化钼电池容量的衰减也是因为硫流失到电解液中。为了减少硫基样品融入电解液,研究者们利用碳氮化硅的陶瓷包裹片层二硫化钼。
  充放电反应过后,在电子显微镜下对可充电池进行拆卸观察,证明碳氮化硅保护电池免受机械化学分解。  
  研究人员发现,当碳氮化硅和氮化硼纳米片相结合时,它们具有很高的稳定性和更好的导电性能。此外,这种碳氮化硅和氮化硼纳米片的结合体是一种更好的电极材料。
  这是相当令人吃惊的,因为碳氮化硅和氮化硼都是绝缘体并且对锂离子几乎没有可逆容量。进一步分析表明,导电性能的提高是由于在碳化硅陶瓷相中被称作‘自由碳’的碳原子形成了逾渗网络。而这种情况,只发生在聚合物液体固化之前氮化硼薄片被添加到碳氮化硅前驱物时。
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