来源： 时间：2022-11-09 08:35:12
包括印度血统之一在内的科学家已经开发了一种制造锂离子电池的方法，该电池可以在几分钟内充电，但仍可以高容量运行，这一进步可能会提高智能手机和电动汽车的性能。锂离子电池在两个电极 (称为阳极和阴极) 之间移动时充电和放电。在传统的锂离子电池中，阳极由石墨制成，而阴极由钴酸锂组成。
这些材料在一起表现良好，这就是锂离子电池越来越受欢迎的原因，但美国伦斯勒理工学院的研究人员认为，这种功能可以进一步增强。
<iframe src = "https://www.dailymotion.com/embed/video/ k61L85R8S4N5Kcuel4q" width = "100%" height = "363"></iframe>伦斯勒 (Rensselaer) 教授Nikhil Koratkar说: “使电池变得更好的方法是改善用于电极的材料。”Koratkar在一份声明中说: “我们试图做的是使锂离子技术在性能上更好。”
该团队通过用二硫化钒 (VS2) 代替氧化钴来改善电池性能。
“它给你更高的能量密度，因为它是光。它给你更快的充电能力，因为它是高导电性的。从这些角度来看，我们被这种材料所吸引。”Koratkar说。
近年来，围绕VS2潜力的兴奋一直在增长，但直到现在，Koratkar说，研究人员一直受到其不稳定性的挑战-这种特性会导致电池寿命短。研究人员不仅确定了为什么会发生这种不稳定，而且还开发了一种与之作斗争的方法。研究小组确定，锂的插入导致钒原子之间的间距不对称，称为peierls畸变，这是VS2薄片破裂的原因。
他们发现，用纳米层的二硫化钛 (TiS2) 涂层覆盖薄片 (一种不会造成peierls变形的材料) 可以稳定VS2薄片并改善其在电池中的性能。
“TiS2涂层充当缓冲层。它将VS2材料固定在一起，提供机械支撑，”Koratkar说。
一旦解决了这个问题，研究小组发现VS2-TiS2电极可以在高比容量下工作，或者每单位质量存储大量电荷。Koratkar说，钒和硫的小尺寸和重量使它们能够提供高容量和能量密度。它们的小尺寸也有助于紧凑的电池。Koratkar说，当充电完成得更快时，容量并没有像其他电极那样明显下降。
电极能够保持合理的容量，因为与氧化钴不同，VS2-TiS2材料是导电的。Koratkar认为这一发现在改善汽车电池，便携式电子设备的电源以及太阳能存储方面有多种应用，其中高容量很重要，但提高充电速度也很有吸引力。
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