中科院团队研发出新型高效双离子电池
时间:2017-10-18 10:10来源:中国科学报 作者:丁宁宁 张帆
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近日，中国科学院深圳先进技术研究院研究员唐永炳及其团队联合中科院物理所研究员谷林研发出一种具有核壳结构的铝@碳纳米球复合材料，并应用于高效、低成本双离子电池。这种新型结构有效解决了铝负极材料在充放电过程中的体积膨胀、循环性能差等问题。相关成果已在线发表于《先进能源材料》。
目前，商用锂离子电池多采用石墨类负极材料，其理论比容量和压实密度均较低，限制了锂离子电池能量密度的进一步提升。通过与锂离子的合金化/去合金化反应，廉价金属负极通常具有更大的比容量，有望获得更高的能量密度。其中铝的理论比容量高，且储量丰富，价格低廉。然而，铝负极在电池反应过程中会产生一定的体积膨胀，导致材料粉化，从而影响电池的循环稳定性。
基于上述考虑，研究人员研发出一种具有核壳结构的铝@碳纳米球复合材料，并将其作为负极材料，将天然石墨作为正极材料，成功研发出一种新型高效、低成本双离子二次电池。相对于传统锂离子电池，该新型二次储能电池具有更高的工作电压，且环境友好。此外，由于核壳纳米结构有效缓解了铝负极在合金化过程中产生的体积膨胀，并获得了高度稳定的SEI膜，使得该电池的循环稳定性大幅提升。该电池有望促进基于廉价金属负极的高能量、低成本二次电池的快速发展。
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