新電極包覆技術可大幅增進效能
- 上線日期：2011/11/18 上午 12:00:00
- 資料來源：奈米科學網
美國史丹佛大學的研究人員研發出一種新穎又簡單的沉浸技術，能夠大幅提升金屬氧化物超級電容的比電容(specific capacitance)及快速放電能力(rate capability)。此技術被稱為傳導包覆(conductive wrapping)，可應用在高密度但低電導的電極材料上，亦可用來改良下一代鋰離子電池的電極。
超級電容器的正式名稱為電雙層電容器(electric double-layer capacitor)或電化學電容器(electrochemical capacitor)，在外加電壓下會在電解液與電極介面間形成雙層結構，因而大幅提升儲存電荷量。上述圖隊所製作的元件比電容值約在380 F/g，與其他二氧化錳電極不相上下(250–400 F/g)，皆遠高於目前市售的碳相關超級電容(電容值約在150–250 F/g之間)。
研究人員Zhenan Bao表示，此導電包覆技術非常簡單，只需將由石墨烯與氧化錳所製成的複合電極浸潤在含奈米碳管或導電聚合物的溶液中，形成的塗佈層便會大幅提高導電率及比電容，其中包覆奈米碳管者增加20%；包覆聚合物者增加45%。此外，該混合電極亦有絕佳的快速放電能力，能進行高速充放電，而且在經歷3000次的循環使用後，蓄電能力仍可達95%。這對電極製造而言是一大進展，因為一般金屬氧化物電極會因導電率較低而影響放電能力。
該團隊表示，他們所研發的混合電極系統有助於大規模能量儲存應用。從材料選擇的觀點看來，石墨烯和二氧化錳都是相當吸引人的電極材料，因為碳和錳元素價格低廉且含量豐富，而就製程而言，此溶液塗佈技術適合大規模的生產。該團隊目前正研發新製程以增進鋰電池電極的效能。詳見 Nano Lett. DOI: 10.1021/nl2026635。
原始網站: http://nanotechweb.org/cws/article/tech/47553
譯者:劉家銘(逢甲大學光電學系)
責任編輯:蔡雅芝
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