Sodium-ion battery dùng graphene shell để sạc nhanh hơn mà vẫn bền lâu

Tóm tắt nhanh

• Một nghiên cứu từ Trung Quốc cho thấy anode sodium-ion mới có thể tránh đánh đổi giữa sạc siêu nhanh và tuổi thọ dài nhờ lớp graphene-like carbon bọc ngoài các nanosheet titanium dioxide.
• Ở tốc độ sạc 10C, tương đương khoảng 6 phút, anode này vẫn đạt 131 mAh/g sau 10.000 chu kỳ; ngay cả ở 100C, tức sạc đầy trong khoảng nửa phút, nó vẫn cho 121 mAh/g.
• Lớp bọc graphene-like carbon dày 0,4 nm nâng độ dẫn từ 1,86 × 10⁻⁸ S/cm lên 3,55 × 10⁻⁴ S/cm, trong khi chỉ trộn graphene vào vật liệu gần như không tạo khác biệt.
• Các nanosheet trần chỉ bền 400 chu kỳ, còn bản được bọc shell giữ nguyên cấu trúc; hiệu suất ban đầu cũng tăng từ 55,6% lên 80,1%.
• Nhóm nghiên cứu cũng thử mass loading tới 10,5 mg/cm² và vẫn đạt 2,13 mAh/cm² ở tốc độ chậm, giữ được 0,567 mAh/cm² ở dòng cao.
• Khi dòng trên 1 A/g, hard carbon thương mại mất plateau điện áp thấp và suy giảm nhanh, trong khi anode mới vẫn tiếp tục cung cấp năng lượng.
• Một full cell ghép với cathode sodium vanadium phosphate hoạt động hơn 170 chu kỳ ở 2 A/g, cho thấy thiết kế này có thể dùng được ở cấu hình pin hoàn chỉnh.
• Nghiên cứu giải thích rằng graphene shell vừa dẫn electron để sạc nhanh, vừa như lớp giữ kết cấu và giảm tiếp xúc trực tiếp với electrolyte, tạo ra màng sodium phosphate mỏng hơn và mang tính vô cơ hơn.
• Tất cả thử nghiệm đều diễn ra trong coin cell quy mô nhỏ, với half cell dùng sodium metal làm điện cực đối; vật liệu cũng có điện áp trung bình cao hơn hard carbon, dù điều đó có thể làm giảm năng lượng ở tốc độ bình thường.

Tóm tắt tự động bằng AI từ bài gốc, có thể có sai sót. Hãy kiểm chứng ở bài gốc.