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苏大科学家利用冶金硅、豆渣研制出高性能电池

2016-01-12 08:27来源:新华报业网作者:顾秋萍关键词:锂电池钠离子电池石墨烯收藏点赞

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“用这种材料制成的高性能锂电池能达到560周的电化学循环,也就是能连续充放电560次,但每次充放电后仅下降万分之四,电池体现出了极佳的稳定性。”晏成林教授说,我们经常发现新手机充满电的待机时间相对长,但用过一段时间后充电时间的间隔会越来越短,这就是电池的电化学容量出现了比较大的衰减。如果这种新型锂电池将来得到运用,手机电池能有望从现在的一天一充变成五天或七天一充,为生活工作带来极大便利。

废弃豆渣变身柔性钠离子电池

在实验室里,晏成林还展示了另一款特别的电池,与其他电池外形不同的是,这种电池乍一看好像一片金属,只有1毫米左右的厚度,而且可以随意弯曲折叠。“这是我们最新研制成的钠离子电池,可以用在各类可穿戴设备上。”晏教授介绍说,像谷歌眼镜、苹果手表等这样的智能可穿戴设备正越来越受到欢迎,但要让可穿戴设备便于携带,供电的电池必须更小,续航时间必须更长,而且还必须更轻薄、更有弹性。

据介绍,这款新型钠离子电池的首次容量是我们现在商用电池的1.5倍左右,并且能够稳定循环2000圈以上,也就是说可以实现充放电2000次。相比近年来得到广泛应用的锂离子电池来说,钠离子电池具有工作温度低、安全性能好、稳定性好、设备简单、可移动性强等优点。最令人意想不到的是,这种新型钠离子电池的制备原材料竟然是废弃的豆渣!

晏成林教授说,制备钠离子电池的材料以石墨烯等碳材料为主,制备成本相对较高。为了解决制备成本的问题,课题组将目光瞄准了成本低廉的废弃豆渣。为了有充足的豆渣作为实验材料,一台家用豆浆机成为了实验室里的实验器材。

“黄豆的氮含量很高,我们尝试用它作为原材料制备钠离子电池。”课题组成员、钱涛老师和硕士研究生杨庭舟介绍说,废弃的豆渣经过强氧化剥离等技术,就可以制作成氮含量达到9.89%的片状碳材料,将碳材料涂布在金属片上,再用铝箔封闭处理,就制备成了这种柔性电池。

黄豆是我国的重要农作物,每年黄豆精制植物油产量都在增长,2014年中国精制食用植物油产量达6534万吨,废弃物豆渣的产量也随之增长。而国内每个城市成千上万的豆浆豆腐等豆制品作坊,每天也会产生大量的豆渣等废弃物,但目前豆渣二次利用后的利润却比较低。“如果能够利用废弃豆渣来制备含氮量高的碳材料,将能大大降低石墨烯等碳材料的制备成本,从而有利于钠离子电池的推广,也有着广阔的市场前景。”晏成林教授说。

原标题:苏大科学家利用冶金硅、豆渣研制出高性能电池
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