分會

第三十九分會：先進(jìn)化學(xué)電源

摘要

鋰離子對稱電池采用兩個完全相同的電極作為正極和負(fù)極可有效緩解材料在電化學(xué)反應(yīng)中的體積膨脹/收縮，具有良好安全性和循環(huán)穩(wěn)定性，有望成為高性能鋰離子電池的重要發(fā)展方向[1-2]。鈦酸鐵鋰基于鐵在較寬電壓范圍內(nèi)的電化學(xué)反應(yīng)，能同時應(yīng)用于正、負(fù)極，展現(xiàn)較好的儲能特性，是對稱電極的潛在候選者。但該材料的Li+擴(kuò)散速率慢，導(dǎo)電性差，且合成時反應(yīng)物較多、煅燒條件苛刻，易形成密實塊體，導(dǎo)致較差的電化學(xué)性能[3]。因此，本文基于溶膠凝膠技術(shù)的前驅(qū)體反應(yīng)物有序反應(yīng)調(diào)控策略，構(gòu)筑了納米晶組裝的鈦酸鐵鋰納米顆粒(Fig 1a)。得益于超小的結(jié)構(gòu)單元、大的比表面積、豐富的介孔結(jié)構(gòu)以及均勻的碳涂層，鈦酸鐵鋰差的離子和電子導(dǎo)電性得到了極大的改善。作為鋰電正極在50 mA g-1電流密度下循環(huán)200圈后可獲得127.8 mAh g-1，作為負(fù)極在500 mA g-1電流密度下獲得的容量為433.3 mAh g-1(Fig 1b)。應(yīng)用于鋰離子對稱電池，其在0.1 A g-1電流密度下循環(huán)200圈后可獲得95.4 mAh g-1的可逆容量，容量保持率為93.1%，對應(yīng)的能量密度為166.6 Wh kg-1，并能夠點亮燈板，為對稱型電池的研究、開發(fā)及應(yīng)用提供了科學(xué)依據(jù)和理論基礎(chǔ)(Fig 1c)。 參考文獻(xiàn)： [1] Zhang, L.; Dou, Y. H.; Al-Mamun, M.; Meng, G. W. J. Mater. Chem. A 2021, 9, 19705-19709. [2] Wang, Y. S.; Xiao, R. J.; Hu, Y. S.; Avdeev, M.; Chen, L. Q. Nat. Commun. 2015, 6, 6954. [3] Küzma, M.; Dominko, R.; Meden, A.; Makovec, D.; Bele, M.; Jamnik, J.; Gaber??ek, M. J. Power Sources 2009, 189, 81-88.

關(guān)鍵詞

鈦酸鐵鋰、納米晶、對稱型鋰離子電池

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