我国成功研制纤维状全锂离子电池
时间:2014-06-05 10:30 作者:日光
| 可穿戴电子产品掀起了新的科技浪潮，为解决该类产品的电力供应问，中国上海复旦大学的研究人员首次制备出基于碳纳米管的纤维状全锂离子电池。 从头部显示到生物医学监测，可穿戴式电子产品可以提供许多先进的功能，对电池的要求很高，不仅体积小、重量轻，还必须具备满足设备运行诸多功能所需的强大能量。因此，可穿戴式电子产品最大的技术瓶颈即是电池。 新的研究设计和编制的碳纳米管复合纱线，可牢牢缠绕进棉纤维之中，创建出高性能的锂离子电池。该纤维的直径为1毫米左右，可以编织成柔性的织物或布料，并且与灵活的可佩戴电子设备兼容。 设计纤维状锂离子电池的最大挑战之一，是广为人知的硅膨胀问题。在充电/放电过程期间会发生化学反应，硅的体积经受巨大的变化可达300％。为适应这种情况，研究人员引入碳纳米管制成一个复合CNT/硅纱阳极。碳纳米管有效缓冲了硅的体积变化，并将其牢固化。如果没有这种混合结构，硅的膨胀会使其剥落，导致电池损坏。 对于制作阴极的材料，研究人员采用碳纳米管和锰酸锂，其好处是高稳定性、工作电压高和成本低。通过将由凝胶电解质分隔的阳极和阴极基于CNT的纱线缠绕进棉纤维，这种锂离子电池就可编织成一个柔性织物。 此前，研究人员曾尝试制造超级电容器纤维，但由于锂离子电池纤维难以制造，便没有把太多的关注投入其中。然而，锂离子电池具有一定的优势，例如更高的能量密度和较低的自放电损失，相比超级电容器，它们为一般的可佩戴电子设备提供了更好的选择。研究人员解释说，在这方面，目前的工作是基于之前的研究有所改善，但仍然有进一步改进的余地。 来源:cbcu (责任编辑：admin) |
