化工资讯
当前位置:元素商城  >  化工资讯网  >   化工热点资讯   >  Advanced Materials:高性能中空界面微结构新型铝负极材料问世
Advanced Materials:高性能中空界面微结构新型铝负极材料问世
2017-03-07 09:45:56来源:元素商城

元素百科为您介绍高性能中空界面微结构新型铝负极材料问世。近日,中国科学院深圳先进技术研究院集成所功能薄膜材料研究中心研究员唐永炳及其研究团队成功研发出一种具有中空界面结构的金属铝箔负极材料,并应用于高效、低成本双离子电池。

 Advanced Materials:高性能中空界面微结构新型铝负极材料问世.jpeg

新型结构解决传统电池材料问题

唐永炳介绍道,这种新型结构有效解决了廉价金属负极材料在充放电过程中的体积膨胀、循环性能差的问题。相关研究成果泡沫纸状界面设计形成的超稳定固态电解质层及其在高效双离子电池中的应用已在线发表于材料科学顶级期刊Advanced Materials上。

随着便携式电子设备和电动汽车市场规模的快速发展,人们对于高能量密度、低成本二次电池的需求日益迫切。目前,商用锂离子电池多采用石墨类负极材料,其理论比容量仅为372 mAh g-1,且压实密度较低,限制了锂离子电池能量密度的进一步提升。

双离子二次电池的研发

据悉,通过与锂离子的合金化/去合金化反应,廉价金属负极通常具有更大的比容量,有望获得更高的能量密度。“其中铝的理论比容量高达2234 mAh g-1(Li9Al4),且储量丰富,价格低廉。”唐永炳说,“然而,铝负极在电池反应过程中会产生一定的体积膨胀,从而影响电池的循环稳定性。”

基于上述考虑,唐永炳及其团队成员秦盼盼、王蒙、李娜等人成功研发出一种具有中空界面微结构的金属铝箔材料,同时对其进行活性材料与集流体的一体化设计,并将其成功应用于新型高效、低成本双离子二次电池。

唐永炳说:“我们采用结构设计、改造后的铝箔同时作为负极活性材料和集流体,膨胀石墨为正极,并采用常规电解液。相对于传统锂离子电池,该新型二次储能电池具有更高的工作电压(平均放电电压为~4.2V),同时显著提升了活性材料占比和能量密度,并大幅降低了制造成本,且环境友好。”

此外,中空微结构的界面设计使锂—铝合金的发生区域,成功限制在中空界面中,从而有效缓解铝负极在合金化过程中产生的体积膨胀,获得了高度稳定的SEI膜。

研究结果表明,该新型电池在半小时充放电速率下(2C)循环1500圈,容量保持率高达99%;另外,即使在功率密度高达2113 Wkg-1时,该电池的能量密度仍有169 Wh kg-1(10C,充放电时间为6分钟),远高于大多数商用的锂离子电池。

唐永炳指出:“我们的研究成果对廉价金属负极材料的开发具有指导意义,有望促进基于廉价金属负极的高能量、低成本二次电池的发展。”

您可能感兴趣的中国化工网栏目: 化学试剂化学元素化学元素周期表CAS查询
元素商城微信公众号
「一个有逼格的公众号」
相关标签: 材料及新材料材料化工  
相关专题: 材料
相关阅读:
●  石墨烯将为我国防腐涂料产业带来新增长点
元素百科为您介绍石墨烯将为我国防腐涂料产业带来新增长点。2018防腐蚀涂料年会近日在江苏扬州举行,江苏省产业技术研究院石墨烯材料研究所所长、南京工业大学化工学院副院长、江南石墨烯研究院执行院长暴宁钟教授等专家受邀出席大会并在石墨烯专题论坛上作主旨发言。暴宁钟等认为,石墨烯将为我国防腐涂料产业带来新增长点。 我国腐蚀总成本约占GDP的3%~5%,腐蚀问题已经成为影响社会和国民经济可持续发展......
●  《科学进展》鲍哲南团队研制出新型可拉伸塑料电极
元素百科为您介绍鲍哲南团队研制出新型可拉伸塑料电极。美国斯坦福大学华人教授鲍哲南领导的研究团队在新一期美国《科学进展》杂志上报告说,他们开发出一种导电性和拉伸性俱佳的高分子材料,可用于可拉伸塑料电极。这种柔性电极可用于可穿戴电子器件。 研制柔性电子鲍哲南团队长期以来致力于研究柔性电子,柔性电子是将电子器件制作在柔性或可延性塑料或薄金属基板上的电子技术。鲍哲南在接受记者采访时说,现有包括电......
●  丙烯颜料有毒吗,危害有哪些
化学词典告诉你丙烯颜料是否有毒,以及丙烯颜料的危害在哪里。丙烯颜料是用一种化学合成胶乳剂(含丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酸、甲基丙烯酸,以及增稠剂、填充剂等)与颜色微粒混合而成的新型绘画颜料。丙烯颜料属于人工合成的聚合颜料,发明于20世纪50年代,是颜料粉调和丙烯酸乳胶制成的。 丙烯颜料有毒吗丙烯颜料有毒,但对人体不会产生很大的伤害。只要小心不要误食就行了,也不要过长时间接触,在使用时要......

您确定要从购物车中移除吗???