新发现的铜和石墨复合材料可提高锂离子电池的效率

在美国能源部艾姆斯实验室的基础能源研究中发现的第一种铜和石墨组合可能会对提高锂离子电池的能量效率产生影响,这些锂离子电池包括这些部件。

爱荷华州立大学的化学和材料科学与工程杰出教授Pat Thiel说:“我们对此感到非常兴奋,因为我们没有预料到这一点。”“铜与石墨材料的作用似乎并不强烈,所以这是一个很大的惊喜。它真正挑战我们理解原因和机制。

科学家在超高真空环境中用离子轰击石墨以产生表面缺陷。然后将铜沉积在离子轰击石墨上,同时在升高的温度下保持在600~800 K。合成路线产生多层石墨岛,这些铜岛被石墨烯层完全覆盖。

铜是一种高导电性但易氧化的材料。研究人员助理Ann Lii Rosales说,能够成功地将其嵌入石墨表面,可以保护铜,并提出一些潜在的应用,包括电池技术。

这项研究是去年发现的一个发现,当时研究人员将一种磁性稀土金属镝封装在单层石墨烯下面。在他们成功的鼓舞下,他们开始用其他元素(包括铜)测试这种方法的可能性。

本文进一步讨论了“嵌入石墨表面的多层Cu岛的形成:表征和基本见解”,由Ann Lii Rosales、雍汉、James W. Evans、笪鹏静、应慧舟、Michael C. Tringides、Minsung Kim、Minsung Kim撰写。NG王和Patricia A. Thiel,并发表在物理化学杂志C的封面上。

这项工作主要由美国能源部科学办公室提供支持。这项工作也部分地由计算机能源时间授予在国家能源研究科学计算中心(NESC),DOE办公室的科学用户设施。

艾姆斯实验室是美国能源部科学实验室国家实验室,由爱荷华州立大学运营。艾姆斯实验室创造创新材料、技术和能源解决方案。我们利用我们的专长、独特的能力和跨学科的合作来解决全球问题。

美国能源部的科学办公室是美国物理科学基础研究的最大支持者,正致力于解决我们这个时代最紧迫的挑战。欲了解更多信息,请访问ScCeNe.Eng.GoV。

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