“研究人员将硒化锰阳极嵌入3D碳纳米片基质 可不使锂离子电池阳极膨胀”

世界汽车称，锂离子电池( lib )是可持续能源技术的未来，但在不断提高电池容量的研发过程中，电池阳极体积急剧膨胀，引起安全问题。 据外国媒体报道，近期，韩国研究人员发现了一种创新、简单、价格低廉的方法，将硒化锰阳极嵌入3d碳纳米薄片基质中，既不会使锂离子电池的体积急剧膨胀，也能提高电池的能量密度。

(图片来源:期刊化学工程)

作为下一代的能源处理方案，用于lib这样的电气设备和电动汽车的可再生能源备受瞩目。 但是，目前采用的lib阳极存在低离子电导率、充放电循环中的结构变化、低比容量等诸多不足，严重限制了电池的性能。

为了寻找更好的负极材料，韩国海事海洋大学( Koreamaritime Andoce Anuniversity )的jun kang博士和韩国釜山国立大学的同事设计了具有独特结构的负极，可以克服一些现有阳极的效率问题。 jun kang博士说:“专注于硒化锰( mnse )的研究。 硒化锰是一种比较廉价的过渡金属化合物，具有很高的导电性，适合于半导体和超级电容器的开发，这一点广为人知。 因为这种材料可能也适用于lib阳极。 ”但是，mnse在充放电循环中发生急剧的体积变化(约160% )，不仅降低电极性能，还会引起安全问题。

为了防止这种体积变化，研究人员开发了将mnse纳米粒子均匀注入三维多孔碳纳米管片基质( three-dimensional Porouscarbonnanosheetmatrix，3dcnm )的简单且廉价的工艺 新开发的研究人员将其称为“mnse ⊂ 3dcnm”的负极材料中，碳纳米管支架在锚定的mnse纳米粒子上具有许多活性位点和电解质的强化接触面积，可以具有不引起急剧体积膨胀的诸多优点

研究人员可以合成多种mnse ⊂ 3dcnm材料，其中mnse ⊂ 3dcnm-1.92表现出了最高的循环稳定性和倍率能力。 将其与全电池(全电池( full cell )中的锂锰( iii、iv )氧化物) limn2o4、普通正极材料)组合后，mnse ⊂ 3dcnm-1.92将持续具有优异的电化学性能，包括优异的锂离子和电子传输动力学

这个研究小组对这次成果的潜在影响很大感到兴奋。 正说:“通过采用有益的填充剂支架，我们开发的新阳极可以提高电池性能，也可以实现可逆的能量储存。 该战略还适用于表面积大、具有稳定纳米结构的其他过渡金属硒化物，适用于存储系统、电催化和半导体。 ”