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哈工大锂离子电池研究取得重要进展

发布时间: 2018-01-23 14:48     来源: 哈尔滨日报

日前,记者从哈尔滨工业大学了解到,哈工大化工与化学学院陈刚教授带领的能量转换材料团队在锂离子电池负极材料的研究方面取得重要进展。该研究成果发表于材料科学国际领域顶级期刊《先进材料》2017年12月13日第46期,被选为封面文章。

近年来,锂离子电池由于具有能量密度高、循环寿命长且对环境友好等特点,已逐渐成为便携式电子设备的主流电源,并被认为是可以应用于电动汽车、混合电动汽车驱动装置中最有前景的电源。目前,诸多领域对于锂离子电池的需求量日益增大,传统电极材料的容量以及快速充放电能力已经达到瓶颈。研发高倍率性能的电极材料以满足有效且快速的能量存储与输出迫在眉睫。

陈刚团队率先提出将二维纳米流体结构引入氧化钴负极材料来提高材料的倍率性能。该团队通过简单的溶胶凝胶法制备了阴离子基团表面修饰的纳米片,这些修饰的基团促使纳米片组装成能够自支撑的层层堆叠结构。纳米片层的间距稍小于锂离子德拜长度的二倍,可以为锂离子的传输提供二维流体通道。通道内壁的负电基团会选择性吸引锂离子,排斥负电离子,加速锂离子的传输。通过电化学测试发现,流体通道纳米片的离子电导率比块体材料增大几个数量级,电池的倍率性能得到大幅度提高。该研究工作为有效提高电极材料倍率性能指明新方向,同时为构建高功率、高稳定性的锂离子电池提供了新的探索思路。

该研究工作得到了国家自然科学基金和德克萨斯大学奥斯汀分校余桂华教授的合作支持。

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