模仿竹子结构开发的电池电极 加快充电速度.docx

模仿竹子结构开发的电池电极加快充电速度#电池#快充#竹子竹子内部有一种载水膜，使其成为世界上生长最快的植物。据报道，来自昆士兰理工大学的研究团队以此为灵感，开发出更高效的电池电极，从而加快充电速度。这种材料可以在电池中非常快地传输离子。来源：昆士兰理工大学这一灵感来自于对竹茎内部多层膜的研究。这种薄膜大约和一张纸一样厚，可以超快地将水和营养物质输送到竹子上。据报道,竹子可以每小时约40毫米的速度生长。SUn教授表示，这种膜是由多层组成，在最靠近竹茎内环的-侧，这些层非常紧密地排列在一起，而在最靠近中心的一侧则分开得很远。研究人员发现，这种多级夹层结构，使水和电解质能以两种方式穿过竹子。具有有限间距的内层结构，使液体和电解质能够实现“超流体”移动，这意味着液体可以非常快地穿过植物。外层各级之间具有更多的空间，允许液体更快地分散在整个结构中。通过模仿竹膜的这种层状结构，利用氧化钻和石墨烯纳米片层制造了一种薄膜，并对片材的一侧施加吸力。通过增加膜厚度产生的压降来控制生成膜的层间距，以实现对间距的精确控制。最接近的层被紧紧地拉在一起，其间距离小于5nm,随着层的增加，吸力减弱，外层之间的距离高达2200nm.这种仿生膜呈50mm圆形，只有几十微米厚，由数千层组成。在锂离子电池中测试传输离子的能力时，比起通常用于电池电极的其他材料，这种多级2D薄膜的表现更加出色。通过精确控制的纳米流体夹层，实现电解质快速扩散，并传输离子和电荷，进而控制材料和器件的性能。测试膜体可湿性时，即液体与固体表面保持接触的能力，这些仿生膜对有机电解质表现出超润湿行为。因此，电解质可以没有障碍地从表面接触和进入膜。该项研究有助于深入了解2D基电极。该电极通过多级通道设计，以实现快速表面渗透和层间超快离子传输。