沥青有助于锂电池充电更快

化学家詹姆斯·图尔的莱斯实验室开发的阳极包括由沥青制成的多孔碳，经过500多次充放电循环后表现出极佳的稳定性。每平方厘米20毫安的高电流密度证明了该材料有望用于需要高功率密度的快速充电和放电装置。该发现在美国化学学会期刊ACSNano中有报道。

“这些电池的容量是巨大的，但同样值得注意的是，我们可以在五分钟内将它们从零电荷充电到完全充电，而不是其他电池需要的典型两小时或更长时间，”Tour说。

旅行实验室之前使用了沥青衍生物-特别是未经处理的天然沥青，与电池相同的类型-用于捕获天然气中的温室气体。这次，研究人员将沥青与导电石墨烯纳米带混合，并通过电化学沉积将复合材料与锂金属涂覆在一起。

该实验室将阳极与硫化碳阴极结合在一起，制成完整的电池进行测试。电池的高功率密度为每千克1,322瓦，高能量密度为每千克943瓦时。

测试揭示了另一个显着的好处：碳减轻了锂枝晶的形成。这些长满苔藓的沉积物会侵入电池的电解液。如果它们延伸得足够远，它们会使阳极和阴极短路并导致电池失效，着火或爆炸。但是沥青衍生的碳可以防止任何枝晶形成。

实验室早期的一个项目发现，石墨烯和碳纳米管的阳极也阻止了树枝状晶体的形成。Tour说新的复合材料更简单。

“虽然前者与这种新电池之间的容量相似，接近锂金属的理论极限，但新的沥青衍生碳可以占据每单位面积更多的锂金属，制造起来更简单，更便宜，”他说。说过。“没有化学气相沉积步骤，没有电子束沉积步骤，也不需要从石墨烯中生长纳米管，因此大大简化了制造。

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