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可快速充放電的柔性鋰離子電池問世

發布者:時間:2016/12/31 16:15:45瀏覽量:

      中國儲能網訊:近日,中國科學院金屬研究所沈陽材料科學國家(聯合)實驗室在前期制備出具有三維連通網絡結構石墨烯泡沫的基礎上,利用該材料作為高導電的柔性集流體,設計并制備出可快速充放電的柔性鋰離子電池。相關研究成果日前在線發表于美國《國家科學院院刊》。

 

      輕薄化和柔性化是便攜式電子產品的重要發展趨勢,而儲能器件是便攜式電子產品的核心部件,因此,能否開發出高性能柔性儲能器件,如柔性鋰離子電池,是柔性電子產品廣泛應用的關鍵問題之一。研究發現,石墨烯的高導電性和良好的柔韌性,是柔性儲能器件的理想候選材料之一。

 

      該實驗室研究人員將三維連通的石墨烯網絡作為集流體,取代了電池中常用的金屬集流體,并通過發展的原位水熱合成方法,在石墨烯三維連通網絡結構上直接生長活性物質,如磷酸鐵鋰和鈦酸鋰,成功地在不使用粘結劑和導電添加劑的情況下,實現活性物質和石墨烯集流體的良好接觸,促進了電子的傳輸并提高了彎折時電極材料的穩定性。

 

      最終,研究人員將磷酸鐵鋰/石墨烯和鈦酸鋰/石墨烯復合材料分別作為正負極,采用柔性硅膠為封裝體,組裝了具有很好柔性的鋰離子全電池。實驗顯示,該柔性鋰離子電池在彎曲時,其充放電特性保持不變,并可在6分鐘內完成充電(達到初始容量的90%),在100次循環之后容量保持率為96%。

 

      業內專家認為,該研究為高性能柔性鋰離子電池的設計和制備提出了一種新思路。這種可快速充電的柔性鋰離子電池的制備工藝簡單,具有潛在的實際應用價值。

 

      該研究得到了國家自然科學基金委、科技部和中科院有關項目的資助。


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