不断提升锂电池综合性能是锂电池发展的唯一方向,而要提升锂电池性能的主要方法就是对锂电池材料的不断研发和创新,下面介绍关于可以提升锂电池性能的新型材料基本情况。锂离子电池负极材料:1、锂电池新型材料之新型高熵储能材料;由德国卡尔斯鲁厄理工学院提出的一种适合储能应用的新型高熵材料,研究人员以多阳离子过渡金属基高熵氧化物为前体,LiF或NaCl为反应物,用简易机械化学方法,制备多阴离子和多阳离子化合物,从而生成锂化或钠化材料,成功合成一种具有岩石盐结构的氟氧基正极活性材料,适用于下一代锂电池应用。
在4000mA/g的高充电速率下,表面改良型石墨的可逆容量约为337.1 mAh/g,其中Al2O3的重量占比为1%,在电量强度为100 mA/g时,相对应的电容保有量约为97.2%。据研究人员预计,涂层提升了石墨电极整个表面区域的电解质渗透率,从而提升石墨阳极材料的快充性能。该成果提升了锂离子电池石墨阳极材料的快充性能表现。
8、锂电池新型材料之多孔硅基复合负极(ASD-SiOC)
东华大学材料学院杨建平研究员课题组及江莞教授研究团队在硅基锂离子电池领域取得重要进展。研究团队选取苯基桥联的有机硅前驱体,采用溶胶-凝胶法和高温煅烧两步反应,制备出一种新的多孔硅基复合负极(ASD-SiOC),表现出优异的循环稳定性和结构稳定性。成果已发布于《德国应用化学》。
这种新的设计具有众多优点:活性基质SiOx单元与碳可以实现原子尺度下的复合;碳三维网络有效提高了材料的导电性;多孔结构既缓冲了体积膨胀,又加快了锂离子的传输;在后续的循环过程中,ASD-SiOC负极可以转化为更加稳定的复合结构,可以实现高的库伦效率。该研究表明碳分布对于保持复合负极材料的结构和性能稳定性具有非常重要的作用。
锂电池新型材料之硅纳米粒子
加拿大阿尔伯塔大学化学家布里亚克团队发现将硅塑造成纳米级的颗粒有助于防止它破裂。研究人员测试了四种不同尺寸的硅纳米颗粒,发现最小的颗粒(直径仅为30亿分之一米)在多次充放电循环后表现出最佳的长期稳定性。成果已发布于《材料化学》。
这项成果克服了在锂离子电池中使用硅的限制。这一发现可能导致新一代电池的容量是目前锂离子电池的10倍,朝着制造新一代硅基锂离子电池迈出了关键的一步。该研究有广阔的应用前景,特别是在电动汽车领域,可以使其行驶里程更远,充电速度更快,电池重量更轻。