Pin lithium-ion mật độ năng lượng cao với cực âm phủ graphene

Pin lithium-ion (LIB) hoạt động như nguồn năng lượng hiệu suất cao cho các ứng dụng tái tạo, chẳng hạn như xe điện và thiết bị điện tử tiêu dùng, yêu cầu các điện cực cung cấp mật độ năng lượng cao mà không ảnh hưởng đến tuổi thọ của tế bào năng lượng.
Các nhà nghiên cứu của Viện Vật lý Mỹ đã sử dụng đặc điểm hóa học bề mặt để xác định và giảm thiểu các tạp chất hydroxit và carbonat còn sót lại từ quá trình tổng hợp các hạt nano NCA (niken, coban, nhôm). Họ nhận ra rằng các bề mặt catốt LIB trước tiên cần được chuẩn bị bằng cách ủ thích hợp, một quá trình mà các hạt nano catốt được làm nóng để loại bỏ các tạp chất trên bề mặt, và sau đó được khóa vào các cấu trúc mong muốn bằng một lớp phủ graphene mỏng nguyên tử.
Các hạt nano NCA phủ graphene, được chế tạo thành catốt LIB, cho thấy các đặc tính điện hóa bậc nhất, bao gồm trở kháng thấp, hiệu suất tốc độ cao, năng lượng thể tích và mật độ công suất cao và tuổi thọ chu kỳ dài. Lớp phủ graphene cũng hoạt động như một rào cản giữa bề mặt điện cực và chất điện phân, giúp cải thiện tuổi thọ của tế bào hơn nữa.
Phương pháp này có thể được khái quát hóa cho các điện cực lưu trữ năng lượng khác, như pin natri-ion hoặc magiê-ion.