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我國成功研制出高性能鋰離子電池正極材料

發布者:時間:2016/12/31 16:13:47瀏覽量:

      在國家自然科學基金委、科技部以及中科院化學所引進國外杰出青年人才計劃的支持下,化學所分子納米結構與納米技術院重點實驗室的研究人員,成功開發出一種具有超快速充放電能力的LiFePO4/C納微復合結構鋰離子電池正極材料。研究結果發表在近期《先進材料》(Adv. Mater.) (2009, 21, 2710-2714) 上,并被Energy Research News網站報道

 

      該課題組研究人員長期致力于納微結構儲鋰電極材料研究。在前期工作中他們提出“分級三維混合導電網絡”指導下電極材料設計的新思想,通過構筑出同時具有納米級和微米級三維混合導電網絡結構的正負極材料,大大提升了鋰離子電池的能量密度和功率密度(Adv. Mater.,2008, 20, 2878;Adv. Mater.,2007, 19, 2087;Chem. Mater.,2008, 20, 3617)。最近,他們通過納微結構設計和碳包覆提高了合金負極、碳負極和氧化物負極材料的儲鋰容量、倍率性能和循環性能(Adv. Mater., 2008, 20, 1160;Adv. Funct. Mater. 2008, 18, 3941;Electrochem. Commun.,2009, 11, 1468;J.Phys. Chem. C 2009, 113, 14213)。

 

      在此基礎上,他們又設計出一種三維混合導電網絡結構電極材料(圖1b),并成功地在正極材料LiFePO4上得到了驗證(圖1a)。在該研究中,研究人員將LiFePO4納米顆粒均勻的鑲嵌在多孔碳中(圖1a),開發出倍率性能優異的復合正極材料。電池測試結果表明,該復合正極材料不但可以在16秒內完成超快速充電和16秒內完成超快速放電過程(圖2a),而且在1.5C倍率下700次充放電循環后,容量保持率仍可達97%以上(圖2b)。 (來源:中國科學院化學研究所)


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