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随着新能源汽车的飞速发展,作为电动汽车关键技术之一的锂离子电池在性能上也需要革新。传统的锂离子电池使用石墨作为负极材料,但是石墨的理论比容量只有372mAh/g,且倍率性能并不理想,在未来可能难以满足高性能电动汽车动力电池的要求。Co3O4作为一种金属氧化物,可以用于锂离子电池负极材料,由于其具有8电子转移反应,理论容量是石墨的3倍,因此成为未来锂离子电池负极材料的潜在替代者。
近日,新加坡南洋理工大学楼雄文课题组巧妙地使用多步骤法合成了具有分层管道结构的中孔Co3O4和碳纳米管复合材料作为锂离子电池负极材料,该独特的纳米构造很好地缓解了金属氧化物负极的体积膨胀和电子电导率低的问题。
图1:制备中空的Co3O4分级结构纳米中空管道负极材料的实验流程图
合成方法
(I:ZIF-67在PAN/Co(Ac)2纳米纤维上生长;II:在有机溶剂DMF中溶解PAN/Co(Ac)2得到中空管道框架;III:在H2/Ar还原性气氛下热处理,Co催化生长CNT;IV:在空气中热处理,Co氧化成中空Co3O4)
该文章的亮点在于其巧妙的纳米构筑的制备方法上(见图1),研究者们先使用静电纺丝法制备PAN-Co(Ac)2纤维丝作为自模板,再利用ZIF-67与Co2+的结合协调性在纤维丝上生长ZIF-67形成核壳纳米纤维,使用DMF溶解掉PAN-Co(Ac)2核心得到ZIF-67管道结构,然后将得到的ZIF-67管在还原性气氛下热处理,在Co2+还原成Co纳米颗粒的同时,Co纳米颗粒可以作为催化剂在管道上生长出CNT,最后在空气中热处理时,Co单质颗粒氧化为中空的Co3O4分级结构纳米中空管道。
图2:制备的ZIF-67微管前驱体的FESEM(a-c)和TEM(d-f)电镜图片
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作者:汪红辉1,3李嘉鑫1,3储德韧1,2,3李彦仪1,3许铤2,3单位:1.上海化工研究院有限公司;2.上海化工院检测有限公司;3.工信部工业(电池)产品质量控制和技术评价上海实验室引用本文:汪红辉,李嘉鑫,储德韧,等.磷酸铁锂电池存储失效机理及热安全性研究[J].储能科学与技术,2025,14(5):1797-1805.DOI:10.1
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北极星储能网获悉,6月6日,瑞丰高材披露投资者关系活动记录表,对于黑磷作为负极材料的应用问题进行了回答。瑞丰高材表示,通过将黑磷与石墨等材料按优化比例进行机械球磨复合,可制备高性能磷碳负极材料。黑磷的理论比容量是石墨的7倍。硅的理论比容量虽然也很高,但硅在充放电过程中膨胀严重,且相
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北极星储能网讯:5月21日,上海市科学技术委员会发布2025年度关键技术研发计划“新能源”项目申报指南,提到新型储能有储能电池本体技术、新型储能系统安全防护与智能测控技术2个方向可以申报。其中,高性能液流电池技术的考核指标为全钒液流电池额定功率≥70kW,体积功率密度≥160kW/m³,储能时长≥4
5月21日,上海市科学技术委员会发布2025年度关键技术研发计划“新能源”项目申报指南的通知,通知指出,涉及光伏技术方向有4项:1.新型光伏电池制备技术1.AI同步辐射的钙钛矿光伏材料与器件高通量协同研发与设计技术研究内容:开发60亿+参数的钙钛矿光伏电池专用大语言及材料生成式AI开源科学基础模型
5月20日,《美国化学会会刊》刊发了一则论文显示,中国科研领域在全固态电池失效机制研究方面取得重要突破。中国科学院金属研究所联合加州大学尔湾分校组成的团队,首次在纳米尺度揭示了无机固态电解质中的软短路—硬短路转变机制及其背后的析锂动力学,破解了固态电池短路难题。来源丨北极星电池网受
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