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近日,中國科學院深圳先進技術研究院研究員唐永炳及其團隊聯(lián)合中科院物理所研究員谷林研發(fā)出一種具有核殼結構的鋁@碳納米球復合材料,并應用于高效、低成本雙離子電池。這種新型結構有效解決了鋁負極材料在充放電過程中的體積膨脹、循環(huán)性能差等問題

2017-10-18 00:00:00 · 中國科學報 閱讀:268
近日,中國科學院深圳先進技術研究院研究員唐永炳及其團隊聯(lián)合中科院物理所研究員谷林研發(fā)出一種具有核殼結構的鋁@碳納米球復合材料,并應用于高效、低成本雙離子電池。這種新型結構有效解決了鋁負極材料在充放電過程中的體積膨脹、循環(huán)性能差等問題

近日,中國科學院深圳先進技術研究院研究員唐永炳及其團隊聯(lián)合中科院物理所研究員谷林研發(fā)出一種具有核殼結構的鋁@碳納米球復合材料,并應用于高效、低成本雙離子電池。這種新型結構有效解決了鋁負極材料在充放電過程中的體積膨脹、循環(huán)性能差等問題。相關成果已在線發(fā)表于《先進能源材料》。

目前,商用鋰離子電池多采用石墨類負極材料,其理論比容量和壓實密度均較低,限制了鋰離子電池能量密度的進一步提升。通過與鋰離子的合金化/去合金化反應,廉價金屬負極通常具有更大的比容量,有望獲得更高的能量密度。其中鋁的理論比容量高,且儲量豐富,價格低廉。然而,鋁負極在電池反應過程中會產(chǎn)生一定的體積膨脹,導致材料粉化,從而影響電池的循環(huán)穩(wěn)定性。

基于上述考慮,研究人員研發(fā)出一種具有核殼結構的鋁@碳納米球復合材料,并將其作為負極材料,將天然石墨作為正極材料,成功研發(fā)出一種新型高效、低成本雙離子二次電池。相對于傳統(tǒng)鋰離子電池,該新型二次儲能電池具有更高的工作電壓,且環(huán)境友好。此外,由于核殼納米結構有效緩解了鋁負極在合金化過程中產(chǎn)生的體積膨脹,并獲得了高度穩(wěn)定的SEI膜,使得該電池的循環(huán)穩(wěn)定性大幅提升。該電池有望促進基于廉價金屬負極的高能量、低成本二次電池的快速發(fā)展。



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