1. 首页
  2. 学术动态
  3. 博采百家
  4. MaterialsViews

Small Methods: 高性能锂离子电池金属氧化物负极材料的等级设计

武汉理工大学苏宝连教授与李昱教授团队总结了该团队及其它研究小组在金属氧化物等级结构设计及其在锂离子电池负极材料应用等方面的成果。

可充电锂离子电池,作为一种便携式电子设备和电动汽车的能源存储设备,具有高能量和功率密度、长循环寿命及环境友好等特点,受到研究者们的广泛关注。当前商用石墨负极材料的比容量低、安全性差、倍率性能差等劣势,限制了其进一步应用。金属氧化物具有高比容量、高能量密度和良好的安全性等优点,被视为一种理想的高性能锂离子电池负极材料。但金属氧化物也具有导电性较低、离子传导性低及体积变化大等缺点。因此,设计并制备出具有高容量、高倍率性能和长循环寿命的金属氧化物负极材料显得非常重要。

Small Methods: 高性能锂离子电池金属氧化物负极材料的等级设计

纳米结构材料(如纳米颗粒、纳米管、纳米片等)用作负极材料,能有效增加嵌锂容量,提高电荷传导率,缓解充放电过程中电极材料的体积变化等特点。但低维纳米材料在电化学反应过程中容易发生团聚、粉化等现象,导致循环性能降低、倍率性能较差等。由低维纳米结构自组装形成的微纳等级结构,能有效结合微米结构和纳米结构的优势。实际上,微纳等级结构在自然生物体系(如硅藻、蝴蝶翅膀、木头、树叶、动物骨骼等)中广泛存在,其特殊的等级特性赋予了材料相应的性能优势,使其在催化、分离、太阳能电池及锂离子电池等领域有着广泛的应用前景。

Small Methods: 高性能锂离子电池金属氧化物负极材料的等级设计

近日,武汉理工大学苏宝连教授与李昱教授团队总结了该团队及其它研究小组在金属氧化物等级结构设计及其在锂离子电池负极材料应用等方面的成果。文章首先从材料的结构、形貌、多孔、组分等等级特性对金属氧化物等级结构设计用作锂离子电池负极材料进行了讨论。指出目前所有关于等级结构的研究都是基于等级特性的设计,大多数的研究者没有明确提出或意识到这些等级特性:充分提高电极材料的分散性、堆积密度、比表面积、比容量、循环稳定性及倍率性能等。论文从金属氧化物负极材料的反应机理(嵌锂/脱锂型、转换型、合金化)出发,重点探讨了不同类型的微纳等级结构电极材料的研究进展。最后,文章讨论了金属氧化物等级结构设计在锂离子电池负极材料应用方面的挑战与前景。

相关文章“Hierarchy Design in Metal Oxides as Anodes for Advanced Lithium‐Ion Batterie”发表在Small Methods (DOI: 10.1002/smtd.201800171)上,论文的第一作者为金俊博士(现于新加坡南洋理工大学做博士后研究)、在读博士生吴亮黄绍博士(现于新加坡科技设计大学做博士后研究)和严敏博士(现于中科院化学所做博士后研究)。

 

文章链接:https://doi.org/10.1002/smtd.201800171

本站非明确注明的内容,皆来自转载,本文观点不代表清新电源立场。

发表评论

登录后才能评论

联系我们

0755-86936171

有事找我:点击这里给我发消息

邮件:zhangzhexu@v-suan.com

工作时间:周一至周五,9:30-18:30,节假日休息

QR code