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    材料與能源學院施志聰教授團隊在高比能鋰金屬二次電池研究領域取得一系列重要進展

    2019/12/04 15:54:07人瀏覽

    近期,材料與能源學院施志聰教授團隊在高比能鋰金屬二次電池用鋰金屬負極改性研究中取得一系列重要進展金巴黎彩票注册_金巴黎彩票注册地址,相關研究成果發表在Nano EnergyIF=15.46)金巴黎彩票注册_金巴黎彩票注册地址、Energy Storage MaterialsIF=15.09)、ACS Applied Materials & InterfacesIF=8.69)等國際高水平學術期刊上。

    鋰金屬負極具有最低的電化學電勢(-3.040 V vs. 標準氫電極)、超高的比容量(3860 mAh g-1)和低密度(0.53 g cm-3)等優異特性,被認為是下一代比能二次電池體系(如鋰硫、鋰空和固態鋰金屬電池等)負極理想候選材料。然而金巴黎彩票注册_金巴黎彩票注册地址,由于鋰金屬負極的高化學活性使其自發地與電解液發生副反應金巴黎彩票注册_金巴黎彩票注册地址,形成的固態電解質界面(SEI)膜因無法承受鋰沉積/剝離過程伴隨的體積變化而導致連續不斷的破裂/再生并引發鋰金屬的不均勻沉積,進而形成鋰枝晶,導致了庫倫效率低、循環壽命短和安全隱患等問題,成為制約比能鋰金屬二次電池體系走向實用化的技術瓶頸。

    針對鋰金屬負極存在的上述問題,施志聰教授團隊從三維集流體的表界面工程以及人工SEI膜構筑兩個角度開展了一系列研究,主要包括:1)在商品化泡沫鎳骨架表面均勻修飾準單層親鋰AuLi3位點抑制鋰枝晶生長;2)在商品化泡沫銅骨架表面構筑雙連續亞微米多孔銅結構抑制鋰枝晶生長;3)在商品化泡沫銅骨架表面構建亞微米多孔銅鋅合金與熱偏析親鋰納米鋅位點協同抑制鋰枝晶生長金巴黎彩票注册_金巴黎彩票注册地址;4海藻酸鋰基人工固態電解質界面層用于穩定鋰金屬負極?;谝陨细男圆呗越鸢屠璨势弊⒉醎金巴黎彩票注册地址,鋰金屬負極的電化學性能獲得極大提升金巴黎彩票注册_金巴黎彩票注册地址,具體研究結果詳見下列相關論文鏈接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405829719300820?via%3Dihub

    https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.8b01978

    https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285519305543?via%3Dihub

    https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.9b12634

    該系列研究得到了科技部國家重點研發計劃新能源汽車重點專項、國家自然科學基金面上項目金巴黎彩票注册_金巴黎彩票注册地址、廣東省科技廳產學研重大項目、廣州市產學研協同創新重大專項對外科技合作項目等科研項目的經費支持金巴黎彩票注册_金巴黎彩票注册地址。項目研究成果為鋰金屬負極的改性提供了新思路,對推動下一代高比能鋰金屬二次電池體系的發展具有重要意義。



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