沥青帮助锂电池充电速度更快

扫描电子显微镜图像显示了沥青的阳极，石墨烯纳米带和左边的锂以及没有锂的相同材料。该材料在莱斯大学开发，并表现出高容量锂电池的充电速度比商业锂离子电池高出20倍。

莱斯大学的科学家认为，沥青路面可能对大容量锂金属电池而言是秘密的，其容量比商业锂离子电池高10至20倍。

化学家James Tour的Rice实验室开发了包含由沥青制成的多孔碳的阳极，其在超过500个充电 - 放电循环之后显示出出色的稳定性。大电流密度为20毫安每平方厘米，证明了该材料在需要高功率密度的快速充放电装置中的应用前景。美国化学学会期刊ACS Nano报道了这一发现。

“这些电池的容量是巨大的，但同样显着的是，我们可以在五分钟内将它们从零充电到完全充电，而不是其他电池所需的典型的两小时或更长时间。”Tour说。

旅游实验室以前使用沥青衍生物，特别是用于电池的相同类型的未处理的高铁矿来捕获天然气中的温室气体。这一次，研究人员将沥青与导电石墨烯纳米带混合，并通过电化学沉积将复合材料用锂金属涂覆。

实验室将阳极与硫化碳阴极结合起来，制成完整的电池进行测试。电池的功率密度为每公斤1322瓦，高密度943瓦特/千克。

测试揭示了另一个显着的优点：碳减轻了锂枝晶的形成。这些苔藓沉积物侵入电池的电解液。如果它们延伸得足够远，则会使阳极和阴极短路，并导致电池失效，起火或爆炸。但沥青衍生的碳可防止任何枝晶形成。

实验室早期的一个项目发现，石墨烯和碳纳米管的阳极也阻止了树突的形成。 Tour说新的复合材料比较简单。

“虽然前者与新型电池的容量相似，接近锂金属的理论极限，新型沥青衍生碳可以占用更多的单位面积的锂金属，而且制造成本更简单和便宜。”说过。 “没有化学气相沉积步骤，没有电子束沉积步骤，并且不需要从石墨烯中生长纳米管，因此制造被大大简化。