韩国利用三文鱼DNA研发新阴极材料

2020-07-07 09:49:54 新闻来源:网络
  据外国媒体报道,韩国的一个研究团队成功地开发了新一代锂离子电池的高容量正极材料。韩国科学技术研究所(Korea aInstituteofScience andTechnology,KIST)宣布,由KyungYoon博士、Sang-YoungLee教授(韩国国立乌尔山科学技术研究所)和KIST纯中心首席研究员旺永昌博士组成的一个联合研究小组,成功地开发了一种高性能的阴极材料,使用鲑鱼DNA来稳定过锂层状氧化物(OLO)。
  在锂离子二次电池中,电池系统的能量密度取决于锂离子在充放电过程中在阴极和阳极之间来回移动的数量。换句话说,大容量正极材料的开发对于提高锂离子电池的容量是必不可少的。
  超锂层状氧化物的可逆容量高,可达250 mAH/g(现有商业材料的可逆容量仅为160 mAh/g),长期以来被认为是新一代的正极材料,可使电池的储能能力提高50%以上,但OLO的主要缺点是OLO的分层结构在充放电循环中崩溃,导致电池膨胀,最终使电池无法使用。
  KIST团队将OLO的表面和内部划分为特定区域,并用透视电镜分析了OLO晶体结构的变化。分析结构表明,OLO的表面金属层经过多次充放电循环后开始塌陷。
  因此,联合小组采用了对锂离子有很强吸附力的鲑鱼DNA来控制OLO的表面结构,从而导致材料的降解。然而,鲑鱼DNA在水溶液中呈现聚集趋势。为了解决这个问题,研究小组将碳纳米管(CNT)和鲑鱼DNA结合在一种复合涂层材料中。DNA/CNT混合物均匀地放置在OLO表面,并开发出一种新的正极材料。
  KIST团队采用了先进的分析技术(从单个粒子到电极,研究各种因素),发现OLO的电化学特性和结构稳定机制得到了改善。原位X射线分析结果也证实,在充放电循环中,结构降解得到抑制,热稳定性得到改善。
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