Nanopartículas de óxido de hierro huecas como el futuro de los electrodos de las baterías de iones de litio

Izquierda - microfotografía de nanopartículas huecas de óxido de hierro; Derecha - una representación esquemática de las nanopartículas huecas cátodo basado en la innovación entre las capas de los nanotubos de carbono (Figura Laboratorio Nacional Argonne)
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Los especialistas del Laboratorio Nacional Argonne y la Universidad de Chicago (EE.UU.) sintetizaron nanopartículas de óxido de hierro huecas con una alta concentración de defectos puntuales para implementar un concepto completamente nuevo de la producción de electrodos basados ​​en nanopartículas intercaladas entre dos capas de nanotubos de carbono puro.

Cuando un nuevo electrodo se convierte en el cátodo, alta concentración de vacantes de hierro en las nanopartículas puede mejorar significativamente el rendimiento de las baterías de iones de litio existentes, dicen los desarrolladores.

Electrodos convencionales basados ​​en nanopartículas pierden muy rápidamente la eficiencia debido a un mal contacto entre las nanopartículas y coleccionistas. Nuevos mismos electrodos permiten intercalación reversible de iones de litio, que se traduce en una alta capacidad y la eficiencia, rendimiento superior y estabilidad de carga excelente (constante de rendimiento para más de 500 ciclos de carga). Progreso - una prueba clara de que la morfología del cátodo nanomaterial es el factor más crítico para el desarrollo de baterías de iones de litio
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Nanopartículas huecas gamma-Fe2O3 fueron sintetizados en el Laboratorio Nacional Argonne con la cantidad de vacantes de hierro cuatro veces superiores a las de las nanopartículas convencionales. Un método innovador de la producción del electrodo está bloqueado capa de nanopartículas entre dos capas de nanotubos de carbono neto de varias hojas sin utilizar "enlace" o otros aditivos.

Ensayos electroquímicos mostraron una alta capacidad (132 mA ∙ h / g a los 2, 5), la más alta eficiencia farádica es 99, 7% (demuestra la eficacia de la cadena de transporte de electrones en la electroquímica), excelentes características de alta velocidad (133 mA ∙ h / g en 3 000 mA / g) y una estabilidad sólida (como ya se ha dicho, más de 500 ciclos). Además, en el presente de datos de interés sobre la transformación estructural interna de nanopartículas obtenidas por sincrotrón de absorción de rayos X y difracción, que dan una idea clara de lo que está pasando con litio durante el ciclo electroquímico.

Informe sobre el trabajo se puede encontrar en la revista Nano Letters.