臺灣清華大學(xué)研發(fā)新材料 助電池更小更輕續(xù)航佳
據(jù)臺灣“中央社”報道，手機(jī)等3C電子產(chǎn)品當(dāng)?shù)?，產(chǎn)業(yè)極力追求體積更小、電量更高的電池，臺灣清華大學(xué)團(tuán)隊研發(fā)紅磷材料，有助于提升鋰電池充電量，能做出更小、更輕、續(xù)航力更佳的電池。
臺灣清華大學(xué)化工系教授段興宇的團(tuán)隊研發(fā)出全新電池材料“摻碘的紅磷納米粒子”，更用它做出全球第一個紅磷為負(fù)極的全電池，也就是可實際使用的電池，研究成果登上國際期刊，美國化工界影響力最大的科普雜志也撰文報導(dǎo)。
段興宇表示，鋰離子電池廣泛使用于3C商品，但一次充電能使用的量遲遲無法提升，關(guān)鍵在于負(fù)極使用的石墨材料電容量已達(dá)極限，過去曾有學(xué)者想以理論電容量達(dá)石墨7倍的磷來替代，但磷雖然可蓄存的電量高，但幾乎不導(dǎo)電，即使好不容易把電充進(jìn)去，只要充放電幾次，磷材料就會因急劇膨脹而破碎。
該團(tuán)隊耗時1年多，實驗數(shù)百種材料后，終于發(fā)展出溶液合成法，使用三碘化磷為原料，在室溫下只要5分鐘就可合成出“摻碘的紅磷納米粒子”，電導(dǎo)率瞬間提升為原來紅磷的100億倍，且這種新材料在經(jīng)過數(shù)百次充放電后，仍然穩(wěn)定不破裂。
論文第一作者、清大博士生張維中透露，成功關(guān)鍵在于“反向思考”，以往研究人員嘗試合成納米磷化物時，多使用高溫下才能釋放磷的前驅(qū)物，他在一次偶然實驗中，試用沸點較低的前驅(qū)物“三碘化磷”，產(chǎn)生意想不到的效果，因此重新設(shè)計實驗，成功在室溫下制造摻碘的紅磷納米粒子，也是全球首例在室溫下合成出紅磷奈米材料。
段興宇表示，磷是地表上最豐富的元素之一，便宜易取得，使得新材料的潛力無窮，若改用摻碘的紅磷納米粒子，可做出更小、更輕、續(xù)航力更佳的新材料電池，目前團(tuán)隊已著手申請專利，未來將嘗試把摻碘的紅磷納米粒子應(yīng)用在鈉離子電池上，希望降低大型儲能電網(wǎng)的成本與提高可用的電容量，為新一代電池研發(fā)帶來革命性突破。
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