"奈米鏈"可以增加電池容量，縮短充電時間

實驗室如何配製氯化銻

"奈米鏈"可以增加電池容量，縮短充電時間

研究人員發現帶有黑色黑色奈米鏈結構的銅電極（左）的紐扣電池的藝術描繪，可以增加電池容量並縮短充電時間。（普渡大學）

手機或計算機的電池可以使用多長時間，取決於電池負極材料中可以儲存多少個鋰離子。如果電池中的這些離子用完了，它就不會產生電流來使裝置執行並最終導致故障。

具有較高鋰離子儲存容量的材料太重或形狀錯誤，無法代替石墨（石墨是當今電池中目前使用的電極材料）。

普渡大學的科學家和工程師已經介紹了一種潛在的方式，可以將這些材料重組為新的電極設計，這將使它們能夠延長電池的使用壽命，使其更穩定並縮短充電時間。

這項研究作為《 Applied Nano Materials，》 9月刊的封面出現，創造了一種網狀結構，被稱為“ 奈米鏈”。銻是一種已知的類金屬，可增強電池中鋰離子的充電能力。

研究人員將奈米鏈電極與石墨電極進行了比較，發現當帶有奈米鏈電極的紐扣電池僅充電30分鐘時，在100次充放電迴圈中，鋰離子電池的容量就翻了一番。

某些型別的商用電池已經使用了類似於銻金屬負極的碳金屬複合材料，但是隨著鋰離子的吸收，這種材料往往會膨脹至三倍，從而隨著電池充電而成為安全隱患。

“您想在智慧手機電池中容納這種型別的擴充套件。這樣一來，您就不會隨身攜帶一些不安全的東西，” 普渡大學化學工程副教授Vilas Pol說。

一種新的方法可以透過將更好的材料轉換成奈米鏈結構（一種紐扣電池的銅電極上的黑色材料）來構成電池電極。

普渡大學的科學家透過應用化學物質（一種還原劑和一種成核劑），將銻微粒連線成奈米鍊形狀，以適應所需的膨脹。團隊使用的特殊還原劑氨硼烷負責在奈米鏈內部形成空的空間，以容納膨脹並抑制電極故障。

該小組將氨硼烷應用於幾種不同的銻化合物，發現只有氯化銻才能產生奈米鏈結構。

普渡大學有機化學教授PV Ramachandran說：“我們製造奈米顆粒的程式始終提供鏈結構。”

奈米鏈還可在至少100次充放電迴圈中保持鋰離子容量的穩定性。波爾說：“從第1週期到第100週期基本上沒有變化，因此我們沒有理由認為第102週期不會相同。”

普渡大學化學研究生亨利·哈曼（Henry Hamann）合成了銻奈米鏈結構，普渡大學化學工程博士後候選人Jassiel Rodriguez測試了電化學電池的效能。

研究人員說，電極設計具有可擴充套件到更大電池的潛力。該團隊計劃接下來在袋式電池中測試該設計。

這項工作得到了赫伯特·布朗研究中心的資助。