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:
●  汽车制动片与新材料技术的应用
元素百科资讯频道:本文主要探讨汽车制动片与新材料技术的应用。 制动片是汽车制动系统重要的安全部件,制动片的质量好坏直接影响汽车的刹车性能,关系到汽车驾乘人员的生命财产安全。随着汽车科技飞速发展带动车速和载荷的提高,对制动片的要求也越来越高。 目前,制动片主要有两大类:一类是粉末冶金材料制动片,具有制动灵敏可靠、耐高温、寿命长、适应性好,对油和水敏感性低等有点,但同时也存在对偶磨损......
●  材料科学与工程专业介绍及就业前景
化工资讯网整理编辑:材料科学与工程专业的就业前景,材料科学与工程专业的就业前景如何?请问材料科学与工程专业的就业前景怎么样?材料科学与工程专业专业的就业前景分析,材料科学与工程专业就业前景如何?材料科学与工程专业的英文翻译为:Materials Science and Engineering,缩写为MSE。定义:材料科学与工程专业是以材料学、化学、物理学为基础,系统学习材料科学与工程专业的基础......
●  塑料知识:再生塑料和新料的区别有哪些
化学词典告诉你再生塑料和新料的区别有哪些,想要知道再生塑料和新料的区别是什么,首先要对这2种材料的概念有一定的认识。再生塑料简单来说就是把废塑料进行简单的加工然后再利用,而新料除在原来合成与配制的过程中经过加工外,没有在成型中工中使用过的一种塑料或树脂。下面具体的谈谈应该如何进行辨别再生塑料和新料。 再生塑料和新料区别——简易判断 其实对于新料和再生料区分......

您确定要从购物车中移除吗???