日本研究出新负极材料 能让充电电池容量高寿命长

日本发明的新型阳极材料可以将电池容量提高两倍以上。日本材料研究所（NIMS）最近宣布，他们的一个研究小组成功合成了交替重叠的氧化锰纳米片和石墨烯材料。作为锂和钠离子可充电电池的正极材料，该复合材料可以将电池的充放电容量提高两倍以上，并可以延长重复使用寿命，从而解决容量和使用寿命无法同时实现的问题。高容量是二次电池的目标之一。目前，负极是由碳材料制成的。从理论上讲，过渡金属氧化物具有高容量，有望成为碳材料的替代品。特别是具有层状结构的氧化锰，将其剥离并制成单分子厚度的纳米片，用作负极，并且表面都是活性的，这可以大大提高容量。然而，氧化锰的困难在于，重复充电和放电容易破坏结构，纳米片也容易团聚。研究团队将氧化锰纳米片分散在溶液中，并将其与石墨烯混合，合成了一种交替的多层层压复合材料。氧化锰和石墨烯都带负电，通常相互排斥。早在2015年，研究团队就对石墨烯进行了化学修饰，使其带正电，解决了排斥问题，实现了当时金属氧化物阳极材料中容量最高、寿命最长的。这一次，通过在分子水平上将两种物质结合，获得了单一材料难以实现的高特性。复合材料不仅可以用于可充电电池，还可以大大提高超级电容器和电极催化剂等储能和转换系统的效率。这项研究结果最近发表在美国化学协会杂志《ACS Nano》的网络版上。日本发明的新型阳极材料可以将电池容量提高两倍以上。日本材料研究所（NIMS）最近宣布，他们的一个研究小组成功合成了交替重叠的氧化锰纳米片和石墨烯材料。作为锂和钠离子可充电电池的正极材料，该复合材料可以将电池的充放电容量提高两倍以上，并可以延长重复使用寿命，从而解决容量和使用寿命无法同时实现的问题。高容量是二次电池的目标之一。目前，负极是由碳材料制成的。从理论上讲，过渡金属氧化物具有高容量，有望成为碳材料的替代品。特别是具有层状结构的氧化锰，将其剥离并制成单分子厚度的纳米片，用作负极，并且表面都是活性的，这可以大大提高容量。然而，氧化锰的困难在于，重复充电和放电容易破坏结构，纳米片也容易团聚。研究团队将氧化锰纳米片分散在溶液中，并将其与石墨烯混合，合成了一种交替的多层层压复合材料。氧化锰和石墨烯都带负电，通常相互排斥。早在2015年，研究团队就对石墨烯进行了化学修饰，使其带正电，解决了排斥问题，实现了当时金属氧化物阳极材料中容量最高、寿命最长的。这一次，通过在分子水平上将两种物质结合，获得了单一材料难以实现的高特性。复合材料不仅可以用于可充电电池，还可以大大提高超级电容器和电极催化剂等储能和转换系统的效率。这项研究结果最近发表在美国化学协会杂志《ACS Nano》的网络版上。

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