據外媒報道,一個研究團隊成功通過三文魚的DNA研制出新一代高容量鋰離子電池正極材料。此機構宣布,KIST儲能中心的負責人Kyung Yoon博士和Sang-Young Lee教授以及KIST首席研究員Wonyoung Chang博士所組成的研究小組已經通過三文魚的DNA中的(OLO),成功研發了一種全新的并且高性能鋰電池陰極材料。
二次鋰離子電池中,充電和放電過程中的鋰離子,在正極和負極之間來回循環移動的量,決定了鋰電池系統所能儲存的能量密度。又或者說,開發高性能正極材料是提高鋰離子電池容量的關鍵。
氧化層的可逆容量相對較高,可達250 mAh/g(現有商業材料的可逆容量僅為160 mAh/g)。這種被認為是新一代正極材料,至少可使鋰電池的儲能能力提高50%以上。然而,OLO在充電和放電過程中任然有明顯的缺陷,它的分層結構會出現崩潰,導致OLO主體膨脹,當出現這個結果時,鋰電池將無法再使用。
KIST團隊將OLO的表面和內部都劃分出特定的區域來執行充放電的過程,然后通過透視的電子顯微鏡來分析內部結構的變化。結構表明,多次的充放電過程后,OLO表面金屬層開始出現異常,并開始坍塌。
因此,聯合團隊利用三文魚的DNA來控制導OLO表面結構。然而,鮭魚的DNA在水溶液中出現聚集的趨勢。為了可以解決,研究小組將碳納米管(CNT)與鮭魚DNA結合后形成復合涂層。這種材料是通過均勻地將DNA/CNT混合物附著在OLO表面而研制出來的。
KIST團隊利用先進的分析技術(研究從單個粒子到電極的一切)來發現OLO的電化學性能和結構穩定性機制的改進。原位x射線分析結果也證實了在充放電循環過程中抑制了結構退化,提高了熱穩定性。
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