我(wǒ)(wǒ)國成功研制出高性能锂離(lí)子電(diàn)池正極材料

在國家自然科學基金委、科技部以及中(zhōng)科院化學所引進國外(wài)傑出青年人才計劃的支持下(xià),化學所分(fēn)子納米結構與納米技術院重點實驗室的研究人員(yuán),成功開(kāi)發出一(yī)種具有超快速充放(fàng)電(diàn)能力的LiFePO4/C納微複合結構锂離(lí)子電(diàn)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(yuán)長期緻力于納微結構儲锂電(diàn)極材料研究。在前期工(gōng)作中(zhōng)他們提出“分(fēn)級三維混合導電(diàn)網絡”指導下(xià)電(diàn)極材料設計的新思想,通過構築出同時具有納米級和微米級三維混合導電(diàn)網絡結構的正負極材料,大(dà)大(dà)提升了锂離(lí)子電(diàn)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(wù)負極材料的儲锂容量、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(yòu)設計出一(yī)種三維混合導電(diàn)網絡結構電(diàn)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(zhōng),研究人員(yuán)将LiFePO4納米顆粒均勻的鑲嵌在多孔碳中(zhōng)(圖1a),開(kāi)發出倍率性能優異的複合正極材料。電(diàn)池測試結果表明,該複合正極材料不但可以在16秒内完成超快速充電(diàn)和16秒内完成超快速放(fàng)電(diàn)過程(圖2a),而且在1.5C倍率下(xià)700次充放(fàng)電(diàn)循環後,容量保持率仍可達97%以上(圖2b)。


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