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pedot는 3d gyroidal 고체 리튬 이온 배터리의 전도도를 향상시킵니다. 2018-06-15 15:11:05

3d 자이 돌이 구조에 대해서 이야기 할 때, 당신 마음에 무엇이 들어 있습니까?


DNA?


리튬 이온 배터리가 3d 자이 로이드 구조 일 수 있다고 생각합니까? 이 구조에서, 폴리 (3,4- 에틸렌 디옥 시티 오펜) (pedot)은 양극의 전도도에 큰 기여를합니다.


종래의 리튬 이온 전지의 기본 구조는 2 차원 구조의 양극 및 음극과 다이어프램에 의해 조립 된 2 차원 구조이다. 이 구조에서 비 활성 물질의 비율이 높아서 배터리의 비 에너지를 감소시킨다. 전지의 양극과 음극 사이 및 세퍼레이터 사이에 다량의 보이드가 존재하고 내부 공간이 낭비되어 체적 에너지 밀도가 감소하게된다.


최근에, werner et al. 코넬 대학 (Cosell University)의 자이로이드 구조의 배터리를 설계했다. 양극 망과 음극 망이 직조되어 얽혀 있고 수십 나노 미터의 고체 전해질 층으로 분리되어있어 전지 내부의 공간 낭비를 크게 줄이며 에너지 밀도 향상에 큰 의의가있다 리튬 이온 배터리.

3d 리튬 이온 배터리의 구조를 살펴 보겠습니다.



양극 재료 - 자이 돌기 중형 다공성 탄소 (gdmc)는 낮은 리튬 삽입 전위, 우수한 전도성 및 균일하고 균일하게 분포 된 다수의 미세 기공을 갖는다. 그것은 중합체 열분해에 의해 얻어 질 수있다. 베르너 (werner) 등이 얻은 gdmc. 약 40nm 직경의 미세 기공, 다공성이 63 %, 탄소 벽의 두께가 약 15nm, 비 수용성은 약 220mah / g이다.


높은 안전성, 기계적 유연성, 점탄성 및 필름 형성과 같은 많은 장점을 갖는 고체 전해질 - 고분자 전해질. 그것은 차세대 고 에너지 저장 장치를위한 가장 유망한 전해질의 하나로 간주됩니다. 워너 (werner) 등. 전해 중합을 이용하여 gdmc 음극의 표면에 두께 10nm 미만의 ppo (폴리 페닐 렌 에테르) 고분자 전해질 층을 균일하게 생성시켰다. 포지티브 전극은 ppo로 코팅 된 음극의 기공 안으로 주입된다.


음극 물질 - 황. 고분자 전해질의 전기 화학적 윈도우와 음극의 미세 공 직경을 고려할 때 werner et al. 배터리의 양극 물질로 황을 선택했다. 3,4- 에틸렌 디옥 시티 오펜 단량체 (edot)를 상기 전극에 주입하여 페드로 (in- cas 126213-51-2 ) 고분자 재료를 사용하여 s- 양전극의 전도 문제를 해결합니다. 페이트 (pedot)는 일종의 전도성 고분자 물질로서 고체 전해 콘덴서, 정전기 방지 코팅제, 광전지, 유기 전계 발광 소자 등의 분야에서 널리 사용되고있다. 리튬 삽입 후, 최종적으로 리튬 이온 전지의 3 차원 구조가 완성된다.


3d 리튬 이온 배터리는 양극, 음극 및 다이어프램 집 전체가 함께 혼합되는 독특한 3 차원 구조를 형성하기 위해 독특한 3D 자이로이드 구조를 사용하여 배터리 내부의 공간 낭비를 크게 줄이고 리튬 이온 전지의 중량 에너지 밀도 및 체적 에너지 밀도를 향상시킵니다. 여전히 많은 문제점이 있지만 차세대 리튬 이온 배터리의 설계 동향을 미래에 이끌어 갈 것으로 기대된다.


참고


[1] j. 지. 베르너, g. 지. rodríguez-calero, h. 디. abruñ, et al. 블록 공중 합체는 전기 에너지 저장을위한 3-d 상호 침투 다기능 자이 로이드 나노 하이브리드를 유도 하였다. 에너지 환경. Sci., 2018, 11, 1261-1270]에 기재되어있다.



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