锂离子电池新型负极材料取得进展

近日,iChEM研究人员、复旦大学夏永姚教授团队,与澳大利亚卧龙岗大学郭再萍教授及复旦大学物理系杨中芹教授合作,报道了一种大容量、低工作电压的新型锂离子电池负极材料。题为 “Li2TiSiO5: a low potential and large capacity Ti-based anode material for Li-ion batteries”的研究成果发表在《Energy & Environmental Science》上(Energy Environ. Sci., 2017, :DOI: 10.1039/c7ee00763a)。论文第一作者为复旦大学在读博士生刘敬源。



现在商业化的锂离子电池主要采用石墨负极材料,但石墨因其嵌锂电位接近Li的沉积电位,大电流充放电时会造成锂枝晶的形成,从而导致安全问题,作为高功率、长寿命锂离子电池的另一种负极材料,“零应变”Li4Ti5O12具有高的嵌锂电位,可以避免枝晶产生,但其较低的理论容量(160 mAh/g)和过高的嵌锂电位(相对于金属锂要1.5V), 造成电池的能量密度低。因此,研发具有相对较大容量和嵌锂电位低于1V但不接近Li沉积电位的新负极材料非常重要和迫切,以确保电池的安全性与能量密度。这次报道的新型钛基负极材料Li2TiSiO5,不仅具有较大的容量308mA/g,而且嵌锂电位~0.28V (vs. Li+/Li),填补了现有商业化锂离子电池用碳与钛酸锂负极材料之间的“gap”,具有一定的应用前景。文章还应用一些电化学原位测试技术结合理论计算研究了储锂机理,发现是一种新型的转化反应机理。

原文链接:http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2017/ee/c7ee00763a#!divAbstract

发布日期:2017/6/2 发布者:网站管理员 点击数:519【打印