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          新電極材料“幫助”鋰離子電池“快速充電”

          作者:admin????來源:未知????發布時間:2021-01-15 10:32????瀏覽量:
            充電9分鐘后,可恢復約80%的電量,2000次循環后仍可維持90%的容量.中國科學技術大學季恒興教授及其合作者新設計的新型鋰離子電池電極材料——黑磷復合材料,使高容量、快充能力、長壽命的鋰離子電池成為可能。該成果于10月9日發表在《科學》上。

            隨著環保意識深入人心,電動汽車越來越受到市場青睞,但充電時間長卻令人望而卻步。電極材料是決定電池性能的關鍵因素之一。“我們希望找到一種既能在綜合性能指標方面給出行業預期,又能適應工業電池生產工藝的電極材料。”季恒興說。論文第一作者、吉恒星團隊成員金宏昌介紹,能量通過鋰離子與電極材料的化學反應進出電池,因此電極材料對鋰離子的導電率是決定充電速度的關鍵;每單位質量或體積的電極材料中包含的鋰離子量也是一個重要因素。

            黑磷是白磷的同素異形體。其特殊的層狀結構賦予其很強的離子導電性和很高的理論容量。是一種很有潛力滿足快速充電要求的電極材料。而黑磷從層狀結構邊緣容易發生結構性破壞,實測性能遠低于理論預期。季恒星的團隊采用“界面工程”的策略,通過磷碳共價鍵將黑磷和石墨連接起來,穩定了結構,提高了材料內部的鋰離子傳導能力。研究小組還用薄薄的聚合物凝膠做了一層防塵涂層,放在復合材料表面,讓鋰離子順利進入。

            "我們采用常規工藝路線和技術參數將黑磷復合材料制成電極片."該論文的第一作者、中國科學院化學研究所研究員辛森表示,如果能夠實現這種材料的大規模生產,找到匹配的陰極材料和其他輔助材料,并優化電池結構、熱管理和析鋰保護,有望獲得能量密度為每千克350瓦時、快速充電能力的鋰離子電池。

            研究人員表示,他們將在現有新技術的基礎上,繼續探索基礎研究和規模準備,努力使研究結果更接近電池行業的實際需求。

            新電極材料“幫助”鋰離子電池“快速充電”

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