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来琳斐教授课题组在石墨烯基材料的研究进展系列—锂离子电池电极材料及其在全电池中应用
 添加时间:2017/09/29 发布: 管理员
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近年来,石墨烯在提高锂离子电池的性能上取得巨大的进步,虽然有大量关于石墨烯在锂电池应用的学术报道,但是石墨烯在商业电池中应用的案例仍然很少。IAM团队的来琳斐教授和新加坡南洋理工大学的才翛奕博士、申泽骧教授、林建毅教授组针对石墨烯基电池材料的应用受邀发表综述。该论文详细综述了石墨烯和锂电池正负极材料的复合物在锂电池的应用,尤其是石墨烯和正极材料的复合物,含层状化合物材料(钴酸锂、多元正极材料)、橄榄石型过渡金属磷酸盐(磷酸铁锂、磷酸钒锂)、尖晶石型锰酸锂材料等,阐述了石墨烯在复合型正极材料中的作用机制。石墨烯作为电极辅助材料可以提升电极总体的导电性,有助于控制活性材料在纳米尺度、孔结构、晶体取向,提升复合材料在循环中的稳定性。

编辑对相关文献的分析表明,目前单纯的石墨烯(含异原子掺杂)作为活性负极材料,在锂电池中的应用尚不成熟,其压实密度较低、比表面积巨大而导致其SEI 膜形成过程中损失了较大的不可逆容量,且其放电平台较高,导致储能效率不足。因此在单纯石墨烯基活性材料在应用时,必须要预充锂,否则将要求更多的正极材料以补充负极不可逆的容量损耗,或者采用新型电解液添加剂,如氟代碳酸乙烯酯等,以上对工业流程提出了很大的挑战。然而石墨烯作为纯电极材料所遇到的诸多挑战,也是纳米材料在锂电池应用中所面临到通病,需要发掘更多的新方法、新技术以发展高能量密度的锂离子电池。

 

该项工作发表在J. Mater.Chem. A.2017, 5,15423. DOI: 10.1039/c7ta04354f. 

 

 


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