刘兰兰

美国LLNL国家实验室利用氢气提高锂电池性能

刘兰兰

当前，研究人员正在开展大量的研究工作来提高纳米材料锂离子(Li-ion)电池的性能，同时，石墨烯也越来越多地用于锂离子电池的研究。然而，利用不同纳米材料替代石墨作为电池电极存储材料的尝试中存在的问题之一是成本问题。采用纳米材料所获得的任何效益似乎都会被其较高的相对成本所抵消。

近日，来自劳伦斯·利弗莫尔国家实验室（LLNL）的研究人员发现，如果在低温条件下制备石墨烯，虽然有许多缺陷，但研究人员只需用氢处理所制备的石墨烯，仍然可以制备出非常有效的电极材料。

LLNL的科研人员发表在《自然科学报告》杂志上的研究文章声称已发现，氢气与石墨烯中的缺陷可相互反应，从而产生孔隙，这使得锂离子更易于渗透材料，能提高其传输速率。此外，氢气进到了电极边缘，改善了锂在电极边缘的结合性，并最终提高存储容量。氢在该研究中的积极作用有点不同寻常，因为它通常被认为是石墨烯化学产物中不需要的副产物。

为了研究氢和氢化缺陷对石墨烯储锂能力的影响，研究人员结合氢暴露采用了各种热处理条件，研究了3D石墨烯纳米泡沫（GNF）电极的电化学性能。研究人员采用的是自组装的3D石墨烯纳米泡沫，这是由于GNF具有很多潜在的用途，包括储氢，催化，过滤，绝缘，能量吸附剂，电容脱盐，超级电容器和锂离子电池。3D石墨烯纳米泡沫无粘接剂的特性使其非常适用于机理研究，并且没有因为添加剂而造成的难题。……