可充電鋰離子電池(LIB)使用壽命長，比功率高，能量密度高，因此被認為是下一代電池技術(shù)的最佳希望。但是，它們尚未滿足新興技術(shù)(例如電動汽車)的不斷增長的需求。鋰-硒電池技術(shù)因其理論容量高和導電率高而日益被視為鋰電池的真正替代產(chǎn)品。

在《自然通訊》雜志發(fā)表的首項同類研究中，薩里大學高級技術(shù)學院(ATI)的工程師與悉尼大學技術(shù)學院的團隊合作，詳細說明了他們?nèi)绾问褂脝卧哟呋瘎﹣碇圃旄咝ш帢O。鋰硒電池。他們證明了他們的電池具有出色的速率能力和出色的長期循環(huán)性能。

薩里(Surrey)團隊過去曾精細控制放置在聚苯乙烯球表面的沸石咪唑鹽骨架(ZIF)顆粒。然后將ZIF的核殼轉(zhuǎn)化為中空結(jié)構(gòu)的碳材料。

通過進一步的微調(diào)，ATI團隊成功地生產(chǎn)了原子鈷電催化劑，摻氮空心多孔碳，摻氮空心多孔碳和鈷納米顆粒。通過將硒嵌入中空結(jié)構(gòu)的碳顆粒中，制得了碳/硒復合材料。

原子鈷電催化劑用作鋰硒電池的陰極材料，并清楚地顯示出優(yōu)異的電化學性能，包括優(yōu)異的倍率能力(在50 C時為311 mA h g -1)和出色的循環(huán)穩(wěn)定性(5000次循環(huán)后為267 mA h g -1)。在50 C的電流密度下，每個循環(huán)的容量衰減為0.0067%，庫侖效率約為100%。

ATI的主要作者之一和能源材料副教授劉建博士說：

“我們堅信，我們的原子鈷摻雜合成材料可以為鋰硒電池成為子孫后代的首選電池技術(shù)鋪平道路。盡管我們的結(jié)果令人鼓舞，但仍有一些方法可以實現(xiàn)我們的夢想高容量，可持續(xù)的電池技術(shù)成為現(xiàn)實。”

薩里大學ATI主任Ravi Silva教授說：

“我們?yōu)閯⒉┦繄F隊所做的極富創(chuàng)造力和出色工作而感到驕傲，這項研究可能是可持續(xù)電池技術(shù)發(fā)展的決定性時刻。”