低溫18650 3500
無磁低溫18650 2200
過針刺低溫18650 2200
低溫磷酸3.2V 20Ah
21年專注鋰電池定制

研究人員用錫摻雜氧化鈷 制造出可持續的、功能強大的微型超級電容器

鉅大LARGE  |  點擊量:103次  |  2023年11月07日  

摘要
美國賓州州立大學和中國電子科技大學的研究人員進行了國際合作,一種可持續的、強大的微型超級電容器可能即將問世。到目前為止,高容量、快速充電的能量存儲設備一直受到其電極組成的限制,電極連接負責管理充電和分配能量期間的電子流動?,F在,研究人員開發

美國賓州州立大學和中國電子科技大學的研究人員進行了國際合作,一種可持續的、強大的微型超級電容器可能即將問世。到目前為止,高容量、快速充電的能量存儲設備一直受到其電極組成的限制,電極連接負責管理充電和分配能量期間的電子流動?,F在,研究人員開發出了一種更好的材料,既能提高連通性,又能保持可回收性和低成本。


他們在2月8日的《材料化學雜志A》上發表了他們的研究結果。


研究人員用錫摻雜了氧化鈷,以創建一種用于超級電容器的更高效的電極。該顯微圖像顯示了石墨烯薄膜上的新材料。


超級電容器是一種非常強大的高能量設備充電快速度,與典型的電池,但我們如何才可以讓它更強大,更快的速度和很高的保留周期?

便攜式激光蝕刻機
智能鋰電池,UART通訊

標稱電壓:21.8V
標稱容量:15mAh
電池尺寸:51×80×236mm
應用領域:便攜式激光設備、蝕刻機、打標機

朱在程的指導下探索了微型超級電容器的連接,他們將其用于小型可穿戴傳感器的研究,以監測生命體征等。鈷氧化物是一種儲量豐富、價格低廉的材料,理論上具有快速轉移能量電荷的高容量,通常構成電極。然而,與鈷氧化物混合制成電極的材料可能反應不良,導致比理論上可能的能量容量低得多。


研究人員對原子庫中的材料進行了模擬,看看添加另一種材料,也稱為摻雜,是否可以通過提供額外的電子來放大鈷氧化物作為電極的期望特性,同時最小化或完全消除負面影響。他們模擬了各種物質種類和水平,以觀察它們如何與鈷氧化物相互作用。


我們篩選了可能的材料,但發現許多可能有用的材料太貴或有毒,所以我們選擇了錫,朱說,錫可以以低成本廣泛獲得,而且對環境無害。


研究人員發現,通過部分替代鈷的一些錫和綁定材料商業化石墨烯薄膜,一個單原子厚度的材料,支持電子材料在不改變它們的屬性。他們可以制造他們所謂的低成本、易于開發電極。


模擬完成后,中國的研究小組進行了實驗,看看模擬是否可以實現。

無磁低溫18650 2200mAh
-40℃ 0.5C放電容量≥70%

充電溫度:0~45℃
放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃放電容量保持率:0.5C放電容量≥70%

實驗結果證實了被錫部分取代后,鈷氧化物結構的電導率顯著提高,朱說,該設備有望作為下一代儲能設備具有很好的實際應用前景。


接下來,朱和程計劃使用他們自己版本的石墨烯薄膜,通過部分切割然后用激光破壞材料產生的多孔泡沫,來制造一種靈活的電容器,使其導電性更容易、更快。


超級電容器是一個關鍵部件,但我們也有興趣將其與其他機制結合起來,作為能量收集器和傳感器,程說,我們的目標是在一個簡單的、自供電的設備中加入大量功能。


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