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中山大学童叶翔EES:双核壳结构电极材料用于高能量密度柔性锂离子电池

        柔性锂离子电池由于其高能量密度等优点,在柔性可穿戴电子设备领域具有广泛的应用前景。但如何设计和制备高性能储能电极材料和研制柔性锂离子电池仍然面临着科学挑战。
中山大学童叶翔EES:双核壳结构电极材料用于高能量密度柔性锂离子电池
柔性全电池性能图:(a) 柔性器件示意图。(b) CC@NCO和CC@EC@NCO为阳极,CC@EC@LNCMO为阴极的全柔性锂离子电池的倍率性能。(c)CC@EC@NCO//CC@EC@LNCMO 柔性锂离子电池装置图。(d) CC@EC@NCO//CC@EC@LNCMO 柔性锂离子电池在5 mA时的充放电曲线。(e)CC@EC@NCO//CC@EC@LNCMO 柔性锂离子电池在不同弯曲次数下的循环稳定性。

        近日,中山大学化学学院童叶翔教授和广州大学刘兆清教授在设计柔性锂离子电池负极材料上取得了突破,以表面刻蚀剥离处理的碳布为基底(CC@EC),水热法生长NiCo2O4(NCO)纳米线阵列。当其应用于锂离子电池负极时,表现出了优异的储锂性能。作者通过DFT计算发现,NCO与CC@EC具有强的相互电子作用、在锂离子传输过程中具有更低的反应能垒。此外,作者进一步通过原位拉曼光谱阐明了CC@EC基底对电极材料储锂性能提升的贡献因素。在此基础上,获得了具有高载量下高能量密度 (314 Wh/kg) 的全柔性锂离子电池(总重量为281 mg),具有出色的柔韧性和良好的储能性能,为未来的便携能源开启了新的方向。该工作已发表于国际顶级期刊Energy Environ. Sci.(2018, 11, 1859-1869. IF = 30.067),题目为“Achieving High Gravimetric Energy Density for Flexible Lithium Ion Batteries Facilitated by Core-Double-Shell Electrodes”,中山大学化学学院Muhammad-Sadeeq Balogun博士后及2015级博士生杨皓为论文的共同第一作者,中山大学化学学院为第一完成单位。

中山大学童叶翔EES:双核壳结构电极材料用于高能量密度柔性锂离子电池图 TEM characterization and EDX elemental mapping of NCO nanowire

中山大学童叶翔EES:双核壳结构电极材料用于高能量密度柔性锂离子电池
图 SEM images showing of CC@NCO.

        上述研究工作得到了国家重点研发计划,国家自然科学基金,博士后科学基金,高校基本科研业务费,广东省科技计划项目和广州市科技计划项目的资助。

论文链接:http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2018/ee/c8ee00522b

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