Исследовательский институт Хэфэй: серия важных достижений в исследовании наноэлектродов литий-ионных аккумуляторов.

Люцзиньхуай, исследователь из Института интеллектуальных машин Института физических наук Хэфэй Китайской академии наук, и Хуангсин Люцзиньюнь из Jiu Group и др. Добились ряда достижений в разработке наноэлектродов и их электрохимических характеристик. в устройствах хранения энергии. Был разработан трехмерный нанокомпозитный электрод с большим объемом, а также предложен и продемонстрирован новый механизм ослабления электродной емкости. Композитная структура улучшает электрохимические свойства литий-ионных аккумуляторов. Результаты исследования были опубликованы в международных журналах в смежных областях, таких как AvancedMaterials, ACSNano и Small.

В качестве важного устройства накопления энергии литий-ионные батареи в настоящее время доминируют в области аккумуляторных батарей из-за их высокой эффективности преобразования энергии, низкой скорости саморазряда, широкого диапазона рабочих температур и отсутствия эффекта памяти. Исследование электрода и его электрохимических свойств литий-ионного аккумулятора является важной областью, которой все страны придают большое значение. С развитием электронных технологий сегодня становится все более актуальной потребность в высокопроизводительных литий-ионных батареях (например, для электромобилей, дронов и т. Д.) С большой емкостью, стабильной циркуляцией, малым весом и небольшими размерами. Важно разработать электрод большой емкости (включая массовую емкость и объемную емкость) и глубоко изучить его электрохимические характеристики.

Наноэлектроды характеризуются высокой активностью, диффузией ионов и короткими путями передачи электронов. Начиная с наиболее важного механизма ослабления емкости нанометровых электродов, исследователи исследовали основные причины ослабления емкости, а затем специально разработали циклические стабильные нанометровые электроды высокой емкости и разработали соответствующую универсальную технологию подготовки нанометровых электродов. Например, электрод с трехмерной решеткой из кремний / углеродных нанотрубок, предназначенный для защиты внутренней и внешней поверхностей электрохимически активного материала кремний (см. Рисунок 1), может эффективно снизить влияние межфазного слоя твердого электролита на электрохимическую стабильность во время зарядки и цикл разряда. Динамические изменения объема и структуры композитных нанотрубок во время лития / делитификации четко наблюдались с помощью растровой электронной микроскопии in-situ (см. Рисунок 2). Предложен и продемонстрирован новый принцип ослабления емкости из-за усталости электродной наноструктуры.

Кроме того, на основе универсальной технологии изготовления электродов с трехмерной наноструктурой был разработан трехмерный нанокомпозитный электрод без каркасной структуры и изучены его характеристики накопления энергии (см. Рис. 3). После 200 циклов зарядки и разрядки было обнаружено, что он все еще имеет высокую емкость полного электрода (~ 1000 мА · ч · см-3), которая намного превышает текущую объемную емкость коммерческих графитовых электродов (~ 550 мА · ч · см-3). , положив начало разработке миниатюрных аккумуляторов для носимой электронной техники. Результаты исследования основаны на платформе сотрудничества между Институтом науки Хэфэй и Иллинойским университетом в Урбана-Шампейн. По мере развития исследований ожидается дальнейший прорыв в разработке высокоэффективного наноструктурного электрода и его электрохимических характеристик в литий-ионных батареях.

Страница содержит содержимое машинного перевода.