Bateri litium-ion menjadi "lebih kecil" dan prestasi bateri sekunder akan bertambah baik
Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, produk elektronik seperti telefon bimbit dan komputer buku nota telah berkembang menjadi lebih ringan dan nipis. Antaranya, hayat bateri bateri sekunder (boleh dicas semula) tetap sama atau lebih kecil, tetapi hayat bateri terus diperbaiki. Di samping itu, dalam era kenderaan tenaga baru, bagaimana untuk mempunyai julat elektrik yang lebih lama dalam ruang badan yang terhad juga merupakan masalah yang perlu diselesaikan. Untuk menjadikan bateri litium generasi akan datang lebih ringan, pasukan saintifik Universiti Tianjin membangunkan "kaedah templat sulfur".
Sebagai tindak balas kepada permintaan yang semakin meningkat, penyelidik telah bekerja pada peningkatan prestasi bateri sekunder. Mereka mendapati bahawa nanoteknologi boleh membuat bateri "lebih ringan" dan "lebih cepat", tetapi disebabkan oleh ketumpatan nanomaterial yang lebih rendah, "lebih kecil" telah menjadi masalah yang sukar bagi penyelidik dalam bidang penyimpanan tenaga.
Baru-baru ini, Profesor Yang Quanhong dari Sekolah Kejuruteraan Kimia Universiti Tianjin dan pasukan penyelidikannya mencadangkan "kaedah templat sulfur". Mereka akhirnya menyelesaikan "dibuat khusus" encapsulation graphene zarah aktif dengan mereka bentuk bahan anod untuk bateri lithium-ion ketumpatan tenaga volum tinggi. Jadikannya mungkin untuk membuat bateri lithium-ion "lebih kecil".
Dalam kajian sifat bahan, penyelidik mendapati bahawa walaupun bateri lithium-ion sudah mempunyai ketumpatan tenaga yang tinggi, bahan bukan karbon seperti timah dan silikon dijangka menggantikan grafit komersial semasa dan meningkatkan ketumpatan tenaga massa bateri lithium-ion. Walau bagaimanapun, masalah pengembangan kelantangan kedua-dua bahan ini mengehadkan aplikasi dan pembangunan mereka.
Oleh itu, para penyelidik menyelesaikan masalah ini dengan menggunakan struktur sangkar karbon yang dibina daripada nanomateriaal karbon yang lebih baik. Berdasarkan pemasangan antara muka graphene, mereka mencipta teknologi sulfur-templated untuk penyesuaian tepat sangkar karbon berliang padat.
Dalam proses membina rangkaian graphene padat menggunakan teknik penyejatan kapilari, para penyelidik memperkenalkan sulfur sebagai templat isipadu yang boleh mengalir untuk melengkapkan penyesuaian kot graphene-karbon untuk zarah aktif bukan karbon. Dalam eksperimen, dengan memodulasi jumlah templat sulfur yang digunakan, mereka dapat mengawal struktur sangkar graphene-karbon tiga dimensi dan mencapai salutan "sesuai" zarah aktif bukan karbon, dengan itu berkesan menimbal sejumlah besar zarah aktif bukan karbon yang disebabkan oleh intercalation litium. Pengembangan kelantangan menjadikannya mempamerkan prestasi kelantangan yang sangat baik sebagai elektrod negatif untuk bateri ion litium.
Melalui penyelidikan ini, pasukan penyelidik Profesor Yang Quanhong berjaya menyelesaikan masalah kesesakan ketumpatan tinggi dan keliangan bahan karbon, dan memperoleh bahan karbon berliang berketumpatan tinggi.
Perlu dinyatakan bahawa idea reka bentuk "dibuat khusus" struktur sangkar karbon berdasarkan pemasangan graphene ini boleh diperluaskan kepada strategi pembinaan umum untuk bateri lithium-ion tenaga tinggi generasi akan datang dan bahan elektrod seperti bateri litium-sulfur dan bateri litium-udara. Bateri penyimpanan tenaga dijangka mencapai "jumlah kecil" dan "kapasiti tinggi", yang sangat memenuhi keperluan mudah alih pengguna.
