Новый прогресс в области отрицательных материалов литий-ионных аккумуляторов

В последние годы литий-ионные батареи широко используются в портативном электронном оборудовании, электромобилях и электростанциях с накоплением энергии. Однако коммерческие литий-ионные батареи с графитом в качестве отрицательного электрода не смогли удовлетворить потребности людей в высокой плотности энергии, длительном сроке службы и быстрой зарядке и разрядке. Поэтому разработка новых материалов для отрицательных электродов для замены традиционных графитовых материалов стала предметом исследований в этой области.

Механизм накопления конверсионного лития показывает, что теоретическая емкость оксидов переходных металлов составляет от 700 до 1000 мАч г-1, и в реальных испытаниях большинство оксидов переходных металлов будут иметь явление «сверхмощности» с обратимой емкостью, превышающей теоретическую емкость. Исследование показало, что компоненты мембраны на границе раздела твердых электролитов (SEI) (такие как Li2CO3, LiOH, LiAc и т. и электроны. Выпуск и хранение. В соответствии с механизмом преобразования слоистый базовый ацетат кобальта (LHCA) преобразуется в нанокристаллы Co, LiOH и LiAc после зарядки литием, что очень похоже на компоненты мембраны SEI, описанные выше. Это означает, что LHCA может обеспечить гораздо более высокую емкость, чем механизм преобразования, то есть LiOH и LiAc будут обеспечивать дополнительную емкость при катализе нанокристаллов Co. Вдохновленная этим, исследовательская группа Технологического университета Чжэцзян и Нанкайского университета провела нанокристаллизацию и компаундирование LHCA, а также провела углубленные исследования его поведения при хранении лития.

Команда подготовила ультратонкие наночастицы LHCA с помощью простого метода нагрева растворителя, который позволил наночастицам загружаться лицом к лицу на поверхность графена. Композит LHCA / графен демонстрирует высокую емкость, превосходную циклическую стабильность и способность к удвоению. В 1А? После того, как плотность тока G-1 циркулирует в течение 200 недель, его обратимая емкость составляет около 1050 мАч? Г-1, в 4А? После того, как плотность тока G-1 будет циркулировать в течение 300 недель, обратимая емкость все еще может поддерживаться на уровне 780 мАч? G-1, намного выше теоретической емкости, рассчитанной по механизму преобразования (около 460mAh? G-1). Авторы также подтвердили взаимное превращение ацетата и ацетальдегида в процессе цикла с помощью инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье и предложили новый механизм хранения лития, включающий электрохимическое каталитическое превращение наночастиц Co в группы ОН.

Слоистые щелочные соли представляют собой большое семейство. Изучение свойств LHCA по хранению лития в данной работе открывает возможности для использования таких материалов для хранения энергии. Кроме того, успешное получение нанослойных щелочных солей с регулярной морфологией и их композиционных материалов также расширило понимание морфологии материала и потенциальных применений (особенно в областях накопления энергии, магнетизма и ионного обмена). Что еще более важно, результаты исследований дают новые идеи для проектирования и разработки материалов для аккумулирования энергии следующего поколения и в то же время помогают нам лучше понять вклад компонентов мембраны SEI (особенно LiOH и LiAc) в накопление лития.

Это достижение было недавно опубликовано в AdvancedFusionalMaterials. Доцент Суливэй из технологического университета Чжэцзян и докторант Хейджинпей Ванглянбан в 2016 году являются соавторами, а профессор Чжоучжэнь из Технологического университета Чжэцзян и профессор Ли Гочжэн из Нанкайского университета - авторами сообщений.

Страница содержит содержимое машинного перевода.