通过一种鱼的DNA研发的材料,可以让锂电池容量提升50%

2020-06-24 11:20 ryder

据外媒报道,一个研究团队成功通过三文鱼的DNA研制出新一代高容量锂离子电池正极材料。此机构宣布,KIST储能中心的负责人Kyung Yoon博士和Sang-Young Lee教授以及KIST首席研究员Wonyoung Chang博士所组成的研究小组已经通过三文鱼的DNA中的(OLO),成功研发了一种全新的并且高性能锂电池阴极材料。
 
二次锂离子电池中,充电和放电过程中的锂离子,在正极和负极之间来回循环移动的量,决定了锂电池系统所能储存的能量密度。又或者说,开发高性能正极材料是提高锂离子电池容量的关键。
 
氧化层的可逆容量相对较高,可达250 mAh/g(现有商业材料的可逆容量仅为160 mAh/g)。这种被认为是新一代正极材料,至少可使锂电池的储能能力提高50%以上。然而,OLO在充电和放电过程中任然有明显的缺陷,它的分层结构会出现崩溃,导致OLO主体膨胀,当出现这个结果时,锂电池将无法再使用。
 
KIST团队将OLO的表面和内部都划分出特定的区域来执行充放电的过程,然后通过透视的电子显微镜来分析内部结构的变化。结构表明,多次的充放电过程后,OLO表面金属层开始出现异常,并开始坍塌。
 
因此,联合团队利用三文鱼的DNA来控制导OLO表面结构。然而,鲑鱼的DNA在水溶液中出现聚集的趋势。为了可以解决,研究小组将碳纳米管(CNT)与鲑鱼DNA结合后形成复合涂层。这种材料是通过均匀地将DNA/CNT混合物附着在OLO表面而研制出来的。
 
KIST团队利用先进的分析技术(研究从单个粒子到电极的一切)来发现OLO的电化学性能和结构稳定性机制的改进。原位x射线分析结果也证实了在充放电循环过程中抑制了结构退化,提高了热稳定性。

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