清華大學在高倍率釩酸鹽鋰離子電池正極材料方面研究再獲突破

2019-12-11 15:42  來源:電池中國  瀏覽:  

近日,清華大學材料學院唐子龍教授課題組在《先進能源材料》期刊上發(fā)表題為“具有類玻璃-陶瓷相的高倍率釩酸鹽鋰離子電池正極材料”的研究成果。該研究在高倍率鈦酸鋰水合物電極材料的研究基礎上,進一步解決了納米電極材料低體積能量密度、低庫倫效率及容量迅速衰減等問題。

在鋰離子電池中,納米電極材料具有短程離子擴散距離和快速反應動力學的優(yōu)勢,但是過高的比表面積使其在電極制備和循環(huán)過程中易發(fā)生顆粒團聚并與有機電解液發(fā)生嚴重副反應;而微米級電極材料雖然可以有效降低與電解液的接觸面積,提高壓實密度,但是其離子擴散能力通常不足以滿足離子短時間的快速嵌入和脫出。因此,設計一種同時具有快速離子通道和低比表面積的微米級致密納米晶材料可有效解決上述問題。


調控低溫相轉變過程獲得類玻璃-陶瓷相結構示意圖

與傳統(tǒng)自下而上合成納米-微米材料的方法(如噴霧造粒、共沉淀自組裝等)不同,該研究采用了一種自上而下的微米-納米材料合成策略——首先合成微米級釩酸鹽前驅體,再通過低溫相轉變過程引入類玻璃-陶瓷相中間態(tài),同時晶粒發(fā)生細化,從而得到微米級致密納米晶電極材料(如圖1所示)。這種具有類玻璃-陶瓷相的釩酸鹽電極材料不僅具有豐富的晶界/相界面,以保證鋰離子的快速傳輸,同時具有較小的比表面積,以減少與電解液之間的表面副反應?;谏鲜鰞?yōu)勢,該釩酸鹽正極材料表現(xiàn)出優(yōu)異的大倍率、高容量和長循環(huán)的電化學性能。這一合成策略對其他前驅體為水合物的過渡金屬氧化物電極材料同樣具有普適性,也為儲能材料中的微米-納米結構設計提供新思路。

該論文的通訊作者為清華大學材料學院唐子龍教授、美國麻省理工學院王詩童博士和董巖皓博士,第一作者是清華大學材料學院2016級博士生李禹彤。該研究得到了國家自然科學基金的資助。

免責聲明:本網(wǎng)轉載自合作媒體、機構或其他網(wǎng)站的信息,登載此文出于傳遞更多信息之目的,并不意味著贊同其觀點或證實其內容的真實性。本網(wǎng)所有信息僅供參考,不做交易和服務的根據(jù)。本網(wǎng)內容如有侵權或其它問題請及時告之,本網(wǎng)將及時修改或刪除。凡以任何方式登錄本網(wǎng)站或直接、間接使用本網(wǎng)站資料者,視為自愿接受本網(wǎng)站聲明的約束。
相關推薦
俄羅斯開發(fā)用體溫轉化為能量的充電技術

俄羅斯開發(fā)用體溫轉化為能量的充電技術

全世界都在開發(fā)把體溫轉化為能量的充電技術。俄羅斯也不例外。莫斯科電子技術研究所正在研究一種能夠把熱能轉化為電能的材料,將來可以直接在手上或背部為便攜式小裝置充電。相關研究發(fā)表在《可持續(xù)性》雜志上。
大連化物所研制出多功能MXene油墨應用于微型儲能器件和自供電集成系統(tǒng)

大連化物所研制出多功能MXene油墨應用于微型儲能器件和自供電集成系統(tǒng)

近日,中科院大連化學物理研究所研究員吳忠?guī)泩F隊與劉生忠團隊合作,開發(fā)出一種多功能的水系MXene印刷油墨,并基于該油墨打印出微型超級電容器、鋰離子微型電池和全柔性自供電壓力傳感系統(tǒng)。相關研究成果發(fā)表在《先進材料》上。
新年伊始新能源車企在動力電池領域爭奇斗艷

新年伊始新能源車企在動力電池領域爭奇斗艷

新年伊始,新能源車企在動力電池領域爭奇斗艷。蔚來汽車發(fā)布首款150kWh固態(tài)電池、智己汽車將搭載摻硅補鋰電池、廣汽宣布石墨烯基電池即將量產……
動力電池智能制造“芯”引擎

動力電池智能制造“芯”引擎

智能制造從來不是裝備企業(yè)的孤軍奮戰(zhàn),與其并肩而行的,還有智能控制部件的升級,以及以芯片為核心的從底層到系統(tǒng)的階躍。
增維戰(zhàn)略:儲能電芯定制化,遠景能源掌握電芯核心技術

增維戰(zhàn)略:儲能電芯定制化,遠景能源掌握電芯核心技術

安全、成本、性能、效率是制約儲能規(guī)模化發(fā)展的技術瓶頸。遠景能源在新能源領域深耕多年,對新能源和電力系統(tǒng)特點形成了深刻理解和技術判斷。(點擊查看降維戰(zhàn)略:遠景能源風機到儲能的技術邏輯)

推薦閱讀

熱文

Copyright © 能源界