Leistungssteigerung für Li-Io-Batterien

Nature: Verbesserte CuO-Nanodraht-Anordnung als Anodenmaterial für Lithium-Ionen-Batterien durch gleichmäßige Beschichtung mit NiO-Nanoschichten

Lithium-Ionen-Batterien (LIB) sind aufgrund ihrer langen Lebensdauer, hohen Energiedichte und ihres geringen Gewichts eine der wichtigsten Energiequellen für Elektroautos, medizinische Geräte und Unterhaltungselektronik. Um jedoch den zukünftigen energiereichen Bedarf an leistungsstarken Elektrofahrzeugen, Elektronik und Medizinprodukten zu decken, suchten Forscher verstärkt nach neuen Anodenmaterialien mit höherer Kapazität sowie niedriger und langfristiger Stabilität. In der Zeitschrift Nature/Science Direkt präsentieren acht taiwanesische Forscher am 21.12.2018 Erfolge dieser Suche: Sie entwickelten einen einfachen Prozess zur Synthese von gemusterten CuO-Nanodrähten, um die negativen Auswirkungen der Volumenausdehnung zu reduzieren und beschichteten die CuO-Nanodrähte anschließend mit NiO-Nanoschichten.

E-Auto im Carsharing – Foto © Gerhard Hofmann für Solarify

In diesem Beitrag entwickeln die Autoren zunächst einen einfachen Prozess zur Synthese von gemusterten CuO-Nanodrähten mit dem Ziel, die negativen Auswirkungen der Volumenausdehnung zu reduzieren; anschließend werden die CuO-Nanodrähte mit NiO-Nanoschichten beschichtet. NiO hat mehrere interessante Vorteile wie niedrige Kosten, einfache Herstellung, Umweltfreundlichkeit und hohe Kapazität. Mehrere NiO-Nanostrukturen wie Nanoblätter, Nanopartikel, Nanomembranen und Nanofasern wurden mit hohen reversiblen Kapazitäten nachgewiesen, die sogar 800-1000 mAh g-1 mit günstiger Lebensdauer erreichen. Daher bilden die CuO-Nanodrähte mit NiO-Nanoschichten eine hierarchische Struktur, um die irreversiblen Reaktionen bei gleichbleibend hoher Kapazität zu verringern. …

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