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新型复合金属锂电极材料问世-亚博手机APP官方网站

本文摘要:由美国斯坦福大学知名材料学家崔屹与美国前能源部部长、诺贝尔物理奖得主朱棣文构成的研究团队,最近在金属锂电极的实际应用于研发方面获得重大突破。

由美国斯坦福大学知名材料学家崔屹与美国前能源部部长、诺贝尔物理奖得主朱棣文构成的研究团队,最近在金属锂电极的实际应用于研发方面获得重大突破。以博士生梁正为骨干的研究小组首次明确提出内亲锂性这一概念,并利用表面内亲锂化处置的碳质主体材料顺利制取出有一种填充金属锂电极,该电极可大大提高锂电池性能。  近年来,随着便携式电子设备、电动汽车及可再生能源的很快发展,高能量能源存储器件沦为新能源新材料领域的研究热点之一。金属锂具备极高的理论比容量和理想的负极电位。

以金属锂为负极的二次电池,具备低工作电压、低能量密度等优势,使得金属锂沦为当今能源存储领域的选用材料。然而,现有锂离子二次电池各项指标诸如容量、循环寿命、电池速度等,皆无法符合消费者日益增长的市场需求,因此,新型电极材料的研发沦为重中之重。  新的研究的填充金属锂电极在碳酸盐电解液体系的循环过程中具备较小的尺寸变化、极高的比容量和较好的循环及倍率性能,其电压曲线也比较光滑,突破了当前制约金属锂电池大规模商业化的主要问题,即金属锂与电解液的副反应,循环过程中的电极尺寸变化,以及锂枝晶的构成。

前者相当大程度上减少了电池的库伦效率,影响了其电化学性能;后两者则不会给金属锂电池带给相当严重的安全隐患。  针对上述问题,该小组进行了一系列研究。经过多次尝试后,他们将目光改向了纳米技术。

研究小组对材料表面类似浸润性展开深入研究后,首次明确提出了内亲锂性这一概念,并利用表面内亲锂化处置的碳质主体材料,通过创建内亲锂的界面材料体系,开创性地将金属锂融化之后,利用毛细起到排出碳纤维网络的空隙中,顺利制取出有所含承托框架的填充金属锂电极。  填充金属锂电极由10%体积比的碳纤维和金属锂材料构成。碳纤维网络具备较好的导电性,超高的机械强度和电化学稳定性,因此,作为金属锂的主体框架材料是绝佳自由选择。

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与之前的涉及研究比起,梁正等人将金属锂融化,并依据有所不同材料的浸润性所明确提出的内亲锂疏锂概念,为金属锂电极研究获取了新思路,并且对其他领域的研究具备极高的糅合起到。  该团队这一研究成果经美国《国家科学院院刊》在线公开发表后,受到业内的普遍注目,多家媒体陆续对其展开追踪报道,被指出是锂电池研究领域的重大突破。现这项研究成果已申请人美国发明专利。


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