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深圳先辈院等研发出具有双离子电化学活性的新型锂电正极材料
发布时间:2019-08-07 10:16:00
要害词:动力电池 锂电池

图:新型正极材料外征(a,b)、晶体构造解析(c-f)以及纯度(g)与热稳定功用外征(h,i) 


即日,中国科学院深圳先辈技能研讨院功用薄膜材料研讨中心研讨员唐永炳及其团队成员联合英国圣安德鲁斯大学传授Lightfoot、澳大利亚斯威本科技大学传授孙成华、清华-伯克利深圳学院研讨员成会明等,胜利研发出一种具有阴阳离子双重电化学活性的新型锂离子电池正极材料。这一义务对基于众电化学反响活性中心的新型储能器件及相关材料的研讨具有主要鉴戒原理。相关研讨效果An oxalate cathode for lithium ion batteries with combined cationic and polyanionic redox(《一种具有阳离子和聚阴离子氧化还原活性的草酸盐类锂离子电池正极材料》)依鬟发外于《自然-通信》(Nature Communications, 2019, DOI: 10.1038/s41467-019-11077-0)。


跟着便携式电仔“备、电动乘用东西、储能等要点行业的疾速开展,迫使锂离子电池具有更高功用目标。然而,犹如水桶效应,锂离子电池的功用短板于正极,于是,正极材料的计划和开辟是目前的研讨要点。古板锂离子电池正极材料主要包罗氧化物和聚阴离子两大类。此中,氧化物正极如钴酸锂等具有过渡金属和氧负离子两种氧化还原电对,于是容量较高,然而,氧负离子的电化学反响不稳定,易产气及导致正极构造坍塌,从而惹起电池失效和告急的平安事故。聚阴离子型正极如磷酸铁锂,因为聚阴离子举措构造骨架分明改良了材料的构造稳定性,但聚阴离子举措非活性因素低沉了全体能量密度。于是,如能开辟出一种新型正极材料,将两种反响机理的优势有用联合到一同,将期望同时完成高平安与高能量密度的双高请求。


基于上述思索,唐永炳及其团队成员姚文娇、周小龙等人联合国内国际团队胜利研发出一种新型Li2Fe(C2O4)2聚阴离子正极材料,并首次发明该聚阴离子正极材料同时具有铁离子和草酸基本团两种电化学活性。通过穆斯堡尔谱和原位同步辐射近边接纳边和扩展接纳边精细构造验证了Fe2+/Fe3+改造的可逆性;采用原位拉曼光谱及碳、氧的同步辐射近边接纳边构造验证了草酸根阴离子基团的可逆改造;进一步的表面盘算给出了该新型正极材料的电化学反响机理。该研讨发清楚具有阴阳离子双重电化学活性的新型聚阴离子正极材料,对研发基于众电化学活性中心的二次电池正极材料具有主要指点原理。


稿件根源: 深圳先辈技能研讨院
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