近日,中國科學院大連化學物理研究所二維材料與能源器件研究組研究員吳忠帥團隊與中科院院士包信和團隊合作,開發出一種具有多方向傳質、優異柔性和高溫穩定性的平面集成化全固態鋰離子微型電池。相關研究成果發表在《納米能源》(Nano Energy)上。
隨著柔性可穿戴化、微型化、集成化電子器件的快速發展,迫切需要開發高性能、輕量化、穿戴式及結構功能一體化柔性電源及其技術。鋰離子電池是目前社會上應用最廣泛、最為流行的一種電源,但存在著體積大、形狀固定、柔性差、電解液泄漏和可燃等安全問題,因此難以滿足柔性化、小型化電子器件的需求。
最近,該研究團隊率先開發出一種全固態平面集成化的鋰離子微型電池。該鋰離子微型電池以納米鈦酸鋰納米球為負極,磷酸鐵鋰微米球為正極,高導電石墨烯為非金屬集流體,離子凝膠為電解液,具有平面十指交叉構型且無需使用傳統隔膜和金屬集流體。獲得的鋰離子微型電池具有多方向傳質的優勢,表現出高體積能量密度125.5mWh/cm3,優異的倍率性能;超長的循環穩定性,3300次循環后容量基本沒有衰減;以及良好的機械柔性,在反復彎曲或扭曲下其電極結構無損壞以及電化學性能無明顯變化。同時,該微型儲能器件能在100°C的高溫環境下穩定工作且具有長循環穩定性(1000次循環)。此外,該鋰離子電池無需金屬連接體便能實現模塊化自集成,實現輸出電壓和容量的有效調控。因此,該鋰離子微型電池在柔性化、微型化電子器件的應用中具有很大潛力。
上述工作得到國家自然科學基金、國家重點研發計劃、國家青年千人計劃等項目的資助。
大連化物所鋰離子微型電池研究取得新進展
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16日從中國科學技術大學獲悉,該校馬騁教授提出了一種關于全固態電池正極材料的新型技術路線,可以大幅提升復合物正極中的活性物質載量,從而更充分地發揮出全固態鋰電池在能量密度上的潛力。3月14日,研究成果......
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5日從中國科學院青島生物能源與過程研究所獲悉,該研究所武建飛研究員帶領的先進儲能材料與技術研究組,在硫化物全固態鋰離子電池領域的基礎科學問題和電池規模化制備技術方面,取得了一系列突破性新進展。相關成果......
近日,中國科學院電工研究所(以下簡稱電工所)研究員馬衍偉團隊聯合中國科學院大連化學物理研究所研究員吳忠帥在高性能石墨烯復合材料制備、石墨烯基鋰離子電容器研制方面取得進展。相關研究成果發表在《先進功能材......
無人機可在江、浙、滬地區飛行1個小時左右,但在高原地區可能只飛行幾十秒就關機了;電動汽車在東北地區的冬季或華南地區的夏季,耗電更快,行駛里程變短……這些現象的出現正是由鋰離子電池耐候性差而導致其變得“......
鋰離子電池應用領域逐步擴大,從筆記本、手機電腦等便攜產品迅速向電動工具、電動汽車以及光伏電站儲能等領域擴展。隨著應用范圍不斷擴大,鋰離子電池除了成本、安全性和能量密度外,還必須適應各種環境條件,拓寬其......
在鋰離子電池電極材料的研究中,錫基材料如錫單質及其氧化物被認為是石墨負極的優良替代品之一,因為它們具有高比容量和低電壓平臺等優點,能夠使鋰離子電池實現更高的能量密度。然而錫基材料在充放電過程中會產生相......