閱讀排名更多

企業(yè)直播更多

推薦展會(huì)更多

合肥研究院高性能鋰離子電池負(fù)極材料研究獲進(jìn)展

2023-12-08 14:08:49來(lái)源：化工儀器網(wǎng)關(guān)鍵詞：電池閱讀量：17962

　　鋰離子電池是一種二次電池(充電電池)，將鋰離子嵌入碳(石油焦炭和石墨)中形成負(fù)極，鋰離子在正極和負(fù)極之間移動(dòng)來(lái)產(chǎn)生能量。鋰離子電池具有轉(zhuǎn)換效率高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、能量密度高等優(yōu)點(diǎn)。然而而以石墨為負(fù)極的鋰離子電池難以滿足移動(dòng)設(shè)備、電動(dòng)汽車和儲(chǔ)能電網(wǎng)等對(duì)更高能量密度和功率密度的需求，故研發(fā)新型高性能鋰離子電池體系尤為重要。負(fù)極材料是鋰離子電池體系中的關(guān)鍵組成部分，直接關(guān)系到電池的能量和功率性能。因此，研發(fā)比石墨負(fù)極具有更高能量和功率密度的負(fù)極材料具有重要意義。

　　成本低廉的二氧化錫(SnO2)和四氧化三錳(Mn3O4)等過(guò)渡金屬氧化物具有較高的理論比容量，是鋰離子電池的理想負(fù)極材料之一。然而，這類材料的導(dǎo)電性差、在充放電過(guò)程中體積變化大，制約了在鋰離子電池中的應(yīng)用。此前，有研究通過(guò)納米化以及與各種碳材料導(dǎo)電框架形成復(fù)合結(jié)構(gòu)等措施，提高了過(guò)渡金屬氧化物活性材料的導(dǎo)電性，并有效緩釋了其體積膨脹。而在此過(guò)程使用了大量的導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑、集流體等非活性組分，導(dǎo)致電極材料出現(xiàn)比能量密度低、離子傳輸通道受阻和功率密度低等問(wèn)題。因此，設(shè)計(jì)構(gòu)筑“一體化”集成的碳框架活性材料載體，對(duì)提升電極容量、倍率性能和穩(wěn)定性等具有重要的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

　　近期，中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院固體物理研究所研究員孟國(guó)文和韓方明團(tuán)隊(duì)，在高性能鋰離子電池負(fù)極材料研究中取得了新進(jìn)展。此前，該團(tuán)隊(duì)創(chuàng)制了縱-橫互連三維碳管網(wǎng)格膜，并以該網(wǎng)格膜作為對(duì)稱型雙電層電化學(xué)電容器的電極，構(gòu)筑了小型化高性能濾波電容器。以此為基礎(chǔ)，該團(tuán)隊(duì)以這種三維互連碳管網(wǎng)格膜作為骨架，構(gòu)建了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、導(dǎo)電性好和鋰離子遷移暢通的一體化自支撐鋰離子電池負(fù)極，并剖析了其機(jī)理。

　　該研究以團(tuán)隊(duì)創(chuàng)制的三維互連碳管網(wǎng)格膜(3D-CT)為骨架，巧妙地將濕化學(xué)法與化學(xué)氣相沉積法結(jié)合，在三維互連碳管網(wǎng)格膜的碳管內(nèi)壁/腔內(nèi)負(fù)載了存儲(chǔ)鋰離子的活性材料Mn3O4納米顆粒和直徑更小的碳納米管CNTs。這種一體化電極具有如下優(yōu)勢(shì)：三維互連碳管網(wǎng)格膜可作為活性物質(zhì)的良好導(dǎo)電基體，可緩釋嵌鋰過(guò)程中Mn3O4納米顆粒的體積膨脹，且一體化結(jié)構(gòu)和筆直孔道可促進(jìn)鋰離子和電子的快速輸運(yùn)；腔內(nèi)填充的小直徑碳納米管CNTs可緩釋Mn3O4納米顆粒的體積膨脹、阻止其團(tuán)聚，并可提升電極的導(dǎo)電性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。研究表明：新型鋰離子電池負(fù)極具有優(yōu)異的循環(huán)和倍率性能，在1 A/g的電流密度下經(jīng)過(guò)300次充-放電循環(huán)，可逆比容量達(dá)到865 mAh/g；即使在4 A/g的高電流密度下，這一電池仍具有418 mAh/g的高可逆比容量。

　　該工作為高性能鋰離子電池負(fù)極的制備開(kāi)辟了新途徑，具有重要的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金和院合肥研究院院長(zhǎng)基金的支持。

　　相關(guān)研究成果分別以3D Grid of Carbon Tubes with Mn3O4-NPs/CNTs Filled in their Inner Cavity as Ultrahigh-Rate and Stable Lithium Anode和Enhancing electrochemical energy storage capacity and rate performance of the anode with a 3D interconnected carbon tube-NiO-SnO2 composite scaffold為題，發(fā)表在Energy & Environmental Materials和Science China Materials上。

　　資料來(lái)源：中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院

上一篇：上海光機(jī)所等在光學(xué)元件表面防污處理方面獲進(jìn)展

下一篇：三維透射電鏡技術(shù)成熟應(yīng)用納米金屬材料研究從二維跨越至三維

版權(quán)與免責(zé)聲明：1.凡本網(wǎng)注明“來(lái)源：儀器網(wǎng)”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡(luò)有限公司-興旺寶合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品，未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的，應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用，并注明“來(lái)源：儀器網(wǎng)”。違反上述聲明者，本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責(zé)任。 2.本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其它來(lái)源（非儀器網(wǎng)）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)或和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé)，不承擔(dān)此類作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體、網(wǎng)站或個(gè)人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時(shí)，必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來(lái)源，并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任。 3.如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問(wèn)題，請(qǐng)?jiān)谧髌钒l(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系，否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。

全部評(píng)論

昵稱驗(yàn)證碼匿名

文明上網(wǎng)，理性發(fā)言。（您還可以輸入200個(gè)字符)

表情

所有評(píng)論僅代表網(wǎng)友意見(jiàn)，與本站立場(chǎng)無(wú)關(guān)

相關(guān)新聞更多

固態(tài)電池首次揭曉！雄韜股份新品亮相CIBF2025
CIBF2025深圳國(guó)際電池技術(shù)展覽會(huì)在寶安國(guó)際會(huì)展中心盛大啟幕。本次展會(huì)，雄韜股份以“新質(zhì)科技，重塑能源未來(lái)”為主題，聚焦UPS、儲(chǔ)能、通信、動(dòng)力等行業(yè)，精心打造6大展示區(qū)，呈現(xiàn)30余款代表性產(chǎn)品。

2025-05-23 11:29:19

17147
利潤(rùn)逆襲！寧德時(shí)代2024年預(yù)盈超490億
對(duì)于歸屬于上市公司股東的凈利潤(rùn)實(shí)現(xiàn)同比增長(zhǎng)，寧德時(shí)代表示，主要得益于公司技術(shù)研發(fā)能力與產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的持續(xù)增強(qiáng)。

2025-02-08 10:12:47

19873
賦能新質(zhì)生產(chǎn)力，2024第9屆世界電池及儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)8月8-10日在廣州盛大舉行
隨著“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)的深入實(shí)施，能源綠色低碳轉(zhuǎn)型加速推進(jìn)，儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)作為推動(dòng)能源轉(zhuǎn)型的重要支撐迎來(lái)重大發(fā)展機(jī)遇。國(guó)家出臺(tái)了一系列政策支持新型儲(chǔ)能發(fā)展，對(duì)推動(dòng)新型儲(chǔ)能規(guī)?；a(chǎn)業(yè)化、市場(chǎng)化發(fā)展作出重要部署，各地也紛紛出臺(tái)相關(guān)政策支持新型儲(chǔ)能項(xiàng)目建設(shè)。儲(chǔ)能行業(yè)具備培育“新質(zhì)生產(chǎn)力”的巨大前景，在今年的《政府工作報(bào)告》首次將“發(fā)展新型儲(chǔ)能”寫進(jìn)其中，具有重要意義，新型儲(chǔ)能進(jìn)入大規(guī)模發(fā)展期。

2024-08-13 09:36:00

6341
重磅|CFE2024中國(guó)液流電池儲(chǔ)能大會(huì)議程及活動(dòng)流程公布，液流全國(guó)盛典，四月聚焦杭州！
四月聚焦杭州，CFE2024中國(guó)液流電池儲(chǔ)能大會(huì)暨展覽會(huì)，將匯聚全釩、全鐵、鐵鉻、鋅鐵、鋅溴、鉛鹽、硫鐵、水系有機(jī)等各大液流技術(shù)代表性企業(yè)及專家，活動(dòng)規(guī)模30＋主題演講，30＋精品展位，50＋領(lǐng)袖專家，500＋參會(huì)人員。

2024-03-19 14:32:37

1070
PET基耐高溫隔膜提升鋰離子電池安全性
開(kāi)發(fā)具有耐高溫的新型鋰離子電池隔膜和工藝，成為提高鋰離子電池安全性的重要途徑和手段。

2024-01-09 14:13:10

26128
與歐洲巨頭成立合資公司？寧德時(shí)代又簽國(guó)際大單
近日有消息稱，Stellantis集團(tuán)和寧德時(shí)代簽署了諒解備忘錄，將考慮在歐洲成立一家合資企業(yè)，并開(kāi)展更多技術(shù)層面的獨(dú)家合作。

2023-11-22 14:00:12

1297