Onderzoekers van de Universiteit van Californië, Riverside Bourns College of Engineering heeft een driedimensionale, met siliconen versierd, kegelvormige koolstof-nanobuis clusterarchitectuur voor lithium-ionbatterijanoden waarmee draagbare elektronica in 10 minuten kan worden opgeladen, in plaats van uren.

Lithium-ionbatterijen zijn de oplaadbare batterij bij uitstek voor draagbare elektronische apparaten en elektrische voertuigen. Maar, ze geven problemen. Batterijen in elektrische voertuigen zijn verantwoordelijk voor een aanzienlijk deel van de voertuigmassa. En de grootte van batterijen in draagbare elektronica beperkt de trend van down-sizing.

Silicium is een type anodemateriaal dat veel aandacht krijgt omdat de totale laadcapaciteit 10 keer hoger is dan die van commerciële lithium-ionbatterijanoden op basis van grafiet. Overweeg een verpakte batterij met volledige cel. Het vervangen van de veelgebruikte grafietanode door siliciumanoden zal mogelijk resulteren in een toename van 63 procent van de totale celcapaciteit en een batterij die 40 procent lichter en kleiner is.

In een krant, Met silicium versierde kegelvormige koolstofnanobuisclusters voor lithium-ionbatterijanode , onlangs gepubliceerd in het tijdschrift Klein , UC Riverside-onderzoekers ontwikkelden een nieuwe structuur van driedimensionale, met silicium versierde kegelvormige koolstofnanobuisclusters-architectuur via chemische dampafzetting en inductief gekoppelde plasmabehandeling.

Lithium-ionbatterijen op basis van deze nieuwe architectuur vertonen een hoge omkeerbare capaciteit en uitstekende fietsstabiliteit. De architectuur vertoont een uitstekende elektrochemische stabiliteit en onomkeerbaarheid, zelfs bij hoge laad- en ontlaadsnelheden, bijna 16 keer sneller dan conventioneel gebruikte anodes op basis van grafiet.

De onderzoekers zijn van mening dat de ultrasnelle snelheid van opladen en ontladen kan worden toegeschreven aan twee redenen:zei Wei Wang, hoofdauteur van het artikel.

Een, de naadloze verbinding tussen met grafeen bedekte koperfolie en koolstofnanobuizen verbetert de contactintegriteit van het actieve materiaal en de stroomcollector, wat de lading en thermische overdracht in het elektrodesysteem vergemakkelijkt.

Twee, de kegelvormige architectuur biedt kleine elkaar doordringende kanalen voor snellere elektrolyttoegang tot de elektrode, wat de snelheidsprestaties kan verbeteren.