باتري هاي آلومينيومي مبتني بر فيلم سه بعدي گرافن و نانو اسكرول هاي كربني

در اين مقاله پيشرفت هاي اخير در سنتز مواد كاتدي مناسب جهت استفاده در باتري هاي قابل شارژ آلومينيومي بررسي شده است. دو نوع باتري آلومينيومي كه طي دو سال اخير توسعه داده شده اند به تفصيل بررسي شده است. مورد اول كاتد فيلم سه بعدي گرافن است كه داراي كيفيت بالا، جهت گيري مناسب و توانايي زياد در ايجاد كانال و ماتريكس هدايت الكتروني پيوسته، شاهراه نفوذ يوني پيوسته و جرم الكترواكتيو براي كل الكترود است. باتري دوم بر اساس ساخت درجاي نانو اسكرول هاي كربني ويژه اي كه به عنوان كاتد براي باتري آلومينيومي بكار مي روند، بنا شده است. ساختارهاي مارپيچ توسط چند لايه گرافني كه درون اسكرول كربني توخالي، پيچ و تاب خورده اند، ايجاد مي شود كه داراي كانال هاي انتقال الكتروني سريع، قابليت عالي ذخيره سازي آنيون و توانايي فوق العاده براي انطباق با افزايش زياد حجم در طول پروسه چرخه زني است. هر دو باتري در محدوده دمايي وسيعي عملكرد قابل قبولي دارد. اين ويژگي ها براي استفاده در سيستم هاي ذخيره انرژي، بسيار اميدوار كننده است.

In this paper, recent development in the synthesis of suitable cathode materials for using in aluminium rechargeable batteries have been investigated. Two types of aluminium batteries that developed two years ago have been thoroughly investigated. The first is the 3D graphene film cathode which has high quality, orientation and channelling for local structures and continuous electron- conducting matrix, ion diffusion highway, and electroactive mass for the whole electrode. The second battery is based on the in-situ synthesizing special nanoscrolls that are used as a cathode for aluminium batteries. The frizzy architectures are generated by a few graphene layers convoluting into the hollow carbon scroll, possessing the rapid electronic transportation channels, superior anion storage capability, and outstanding ability to accommodate a large volume expansion during cycling process. Both batteries have acceptable performance over a wide range of temperatures. These features are very promising for use in power storage systems.