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随着可充电(二次)电池在能源领域的广泛应用,具有更高能量密度、更大功率密度的可充电电池体系成为研究人员追逐的研究热点。近年来,随着二次电池锂离子电池、钾离子电池、镁离子电池以及铝离子电池等的发展,开发匹配以上二次电池高性能的电极材料成为能否实现新型高性能储能与能量转换等目标的关键。
近年来,中国科学院宁波材料技术与工程研究所所属新能源技术所韩伟强、田华军领导的先进锂电池团队,在包括高能量密度锂离子电池和镁离子电池等方面取得系列进展。在高性能锂离子电池硅基负极材料方面,开发了系列微米级多孔硅及硅碳复合负极材料。研究团队开发的多孔硅负极材料首次库伦效率达到88.1%,循环100次容量保持率超过99.0%。相关研究已申请中国发明专利(201510468107.3,201610016711.7)。系列硅基负极材料的研究结果相继发表在《材料化学杂志A》(Journal of Materials Chemistry A,2015, 3, 17956-17962)和《纳米能源》(Nano Energy,2015, 11, 490–499)上。
与硅同主族的元素锗,在室温下导电率更高(是硅的104倍),同时锗的理论比容量高达1600mAh/g。研究团队利用工业化喷雾干燥的方法成功制备了高倍率性能的锗基负极材料。该锗基负极材料即使在5A/g的电流密度下,放电比容量还能保持在550 mAh/g。该方法中,利用喷雾造球形成稳固的GeOx/CNTs三维网络结构,起到了很好的电子传输作用,大大降低了电池电极的接触电阻,减小了电池的极化,实现了电池的高倍率充放电特性。相关工作发表在Journal of Materials Chemistry A(2015,3, 19393-19401)上。基于团队在锂离子电池高容量负极方面的系列进展,团队研究工作已被邀请写成综述,发表在Journal of Materiomics(2015,1(3), 153–169)杂志。
镁离子电池由于其较高的安全性、环境友好以及镁自身较高的体积比容量(3833 mAh/cm-3)等特点,越来越受到研究人员的关注。但是,镁离子电池面临着诸多问题,包括:(1)如何开发能够实现可逆镁离子沉积与溶解的电解质体系,克服大多数溶液中镁表面容易形成钝化膜阻碍镁离子传输的问题。(2)镁离子电荷密度大,极化作用强,如何找到能够有效嵌入镁离子的具有优异性能的正极材料等。基于以上的系列问题,近期,研究团队中的田华军与浙江大学、美国马里兰大学合作,在高能量密度镁离子电池方面取得原创性研究成果。相关工作被《自然-通讯》(Nature Communications)杂志接收(2016, DOI: 10.1038/ncomms14083)。该研究工作开发了一种碘基正极材料,其具有较高的工作电压(2.0 V)、较高的比容量(~200 mAh/g)以及较好的循环性能(> 120次循环充放电)。同时,该工作优化了镁基电解质体系,实现了可逆的镁离子沉积和溶解,其库伦效率接近100%。该工作深入地研究了该镁离子电池体系的反应机理,并利用其特有的储镁机理,克服了由于镁离子电荷密度大、嵌入正极材料困难的缺点,为开发新型镁离子电池提供了新的方法和思路。
上述研究工作得到了浙江省重点科技创新团队、宁波市3315国际创新团队、国家自然科学基金面上项目、国家自然科学基金青年项目、浙江省自然科学基金一般项目及宁波市自然科学基金等项目的支持。
左:微米级多孔硅负极材料的形貌图;右:微米级多孔硅的首次充放电曲线
左:GeOx/CNTs形貌图;右:GeOx/CNTs电极在不同负载量下的循环性能曲线
基于碘基正极材料的镁离子电池电化学性能
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近日,响应“十四五”期间国家科技创新有关部署,国家重点研发计划“高端功能与智能材料”重点专项正式实施。东方日升新能源股份有限公司勇挑重担,牵头携手多家单位共同实施的“高效光伏电池用低成本金属化材料关键技术开发及应用示范”项目成功获批,标志着东方日升全球光伏研究院(以下简称“研究院
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日前,内蒙古工业大学阿如罕教授课题组在《RareMetals》期刊上发表了题为“Mechanismresearchprogressontransitionmetalcompoundelectrodematerialsforsupercapacitors”的综述文章,分析总结过渡金属化合物用作超级电容器电极材料的研究进展。该研究得到国家自然科学基金青年科学基金项目、内蒙古自然
近日,大连化物所储能技术研究部(DNL17)李先锋研究员和鲁文静副研究员团队在溴基液流电池电极研究方面取得新进展。研发团队通过在电极表面基于可逆的固态溴络合效应,同步提高了电极的固溴能力和催化活性,降低了溴基液流电池的自放电率,提高了电池功率密度和循环寿命。研究团队提出了一种向电极表
锂电池的性能和成本在很大程度上取决于其电极的制造工艺。锂电池在动力和储能领域的大规模应用,一直受限于电池储存能量、产品性能稳定和成本下降的约束。提升电池的储存能量实际也是降低单位产品的投入成本,目前正在通过上游正负极材料的创新在实现;同时在制造端新型干法电极技术的创新突破,在精简
今日,深圳市好风光氢能科技有限公司(以下简称“好风光氢能”)与深圳大学在深圳大学丽湖校区材料学院5楼会议室签署了“电解水析氢高效电极材料研发与产业化”合作协议,就绿氢装备核心技术研发与产业化等项目达成合作意向,探索建立长期校企“产学研用”合作机制,建立校企合作新典范。双方将围绕科
7月22日,云南大理永平县新能源电池先进电极材料项目的年产1万吨先进电极材料项目投产。新能源电池先进电极材料项目位于云南永平县博南工业(物流)园区,用地面积约100亩,总投资2.2亿元,通过高新科技深加工制备钠离子电池负极硬碳,将核桃壳高效利用,主要生产基于生物质核桃壳的新能源电池、超级电
北极星储能网获悉,9月5日,淮南市人民政府办公室发布关于印发淮南市“十四五”科技创新规划的通知。规划中提出,大力发展高容量长寿命三元正极材料、富锂锰基正极材料和硅碳复合负极材料等新型锂离子电池电极材料,电解液及固体电解质材料、燃料电池电解质与电极材料,高效电解制氢离子交换膜、储氢材
据日媒报道,日本东北大学讲师小林弘明等人的研究小组开发出了一种电极材料,该材料使用碳及氧等元素构成的“克酮酸”物质,不用稀有金属,理论蓄电容量是钴类正极材料的4倍左右。钴是发展战略性新兴产业的重要矿产资源,《全国矿产资源规划(2016—2020年)》将钴列为我国24种战略性矿产之一。同时,
北极星储能网获悉,2月7日,安康市科技局发布安康市“十四五”科技创新发展规划[2021—2025年],规划中提出开展高温高浓度全钒液流电池电解液技术、高功率密度全钒液流电池电堆制造技术、电池组模块系统集成及制造技术、MW以上级液流电池储能系统并网运行和智能控制技术、百兆瓦级全钒液流电池连续化生
充电9分钟可恢复约80%的电量、2000次循环后仍可保持90%的容量……中国科学技术大学教授季恒星研究组与合作者全新设计的新型锂离子电池电极材料——黑磷复合材料,使兼具高容量、快速充电能力且长寿命的锂电池成为可能。该成果10月9日发表在《科学》。随着环保意识深入人心,电动汽车愈发受到市场青睐,
锂离子电池具有能量密度高、循环寿命长和环境污染少等优点,成为世界各国研究的重点,并且在电脑、手机和其他便携式电子设备中得到了广泛应用。然而,随着电动汽车和先进电子设备的快速发展,对锂离子电池的能量密度提出了更高的要求。如何提高锂离子电池的能量密度,关键在于电极材料的改善和性能的提
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作为锂离子电池负极材料,电化学测试结果表明多孔硅/石墨/碳复合材料相比纳米硅/石墨/碳复合材料有更好的循环稳定性。同时,改变复合体配比、热解碳前驱物、粘结剂种类和用量也会对材料的电化学性能产生较大的影响。其中使用质量分数为10%的LA132粘结剂的电极200次循环以后充电容量保持在649.9mAhdot;g-1
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2月20日下午,中国消防协会在京举行《数据中心锂离子电池消防安全白皮书》发布仪式暨数据中心锂离子电池安全应用技术论坛,正式发布《数据中心锂离子电池消防安全白皮书》。中国消防协会李引擎副会长宣布白皮书正式发布,中国消防协会副会长兼秘书长曹忙根、华为数字能源技术有限公司副总裁方良周分别
根据行业标准制修订计划,相关标准化技术组织已完成《锂离子电池正极材料单位产品能源消耗技术要求》等4项行业标准的制修订工作。在以上标准批准发布之前,为进一步听取社会各界意见,现予以公示,截止日期2025年3月14日。标准编号:SJ/T12001-2025标准名称:锂离子电池正极材料单位产品能源消耗技术要
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