銅和石墨組合有助于生產(chǎn)更高效的鋰離子電池

美國能源部艾姆斯實(shí)驗(yàn)室的科研人員，在他們進(jìn)行的基礎(chǔ)能源研究中。首次發(fā)現(xiàn)了銅和石墨組合之后可能會有助于提高鋰離子電池的能源效率，鋰離子電池中就包括銅、石墨等組件。   

艾姆斯實(shí)驗(yàn)室科學(xué)家兼愛荷華州立大學(xué)化學(xué)和材料科學(xué)與工程杰出教授Pat Thiel說：“我們對這一科研發(fā)現(xiàn)非常興奮，因?yàn)槲覀儧]有想到還存在這種情況。我們之前普遍認(rèn)為銅似乎不會與石墨材料發(fā)生強(qiáng)烈的相互作用，所以上述新發(fā)現(xiàn)對我們來講是一個很大的驚喜。”我們需要了解和此有關(guān)的原因和機(jī)制，這對我們來講實(shí)在是一項(xiàng)既令人振奮又有挑戰(zhàn)性的工作。”        

科學(xué)家們在超高真空環(huán)境中用離子轟擊石墨以使石墨產(chǎn)生表面缺陷。然后將銅沉積在離子轟擊過的石墨上，同時將其保持在600-800K的高溫下。這一合成路線產(chǎn)生了完全被石墨烯層覆蓋的多層銅島。        

艾姆斯實(shí)驗(yàn)室研究助理Ann Lii-Rosales說：“銅是一種高導(dǎo)電性材料，但易受氧化影響，如今我們能夠成功地將其嵌入到石墨表面，這對銅來講是一種保護(hù)。”同時她也提出了這一技術(shù)可能會適用的許多潛在應(yīng)用領(lǐng)域，例如應(yīng)用在電池技術(shù)中。        

這項(xiàng)研究是去年的一個發(fā)現(xiàn)的延續(xù)，當(dāng)時研究人員在單層石墨烯下封裝了磁性稀土金屬鏑。受到他們成功的鼓舞，艾姆斯實(shí)驗(yàn)室開始用包括銅在內(nèi)的其他元素測試了該方法的可行性。       

該研究結(jié)果發(fā)表在了“Journal of Physical Chemistry C”期刊上，論文名字為"Formation of Multilayer Cu Islands Embedded beneath the Surface of Graphite: Characterization and Fundamental Insights"（石墨表面下多層銅島的形成：表征和基本洞察）。