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南開(kāi)陳軍院士團(tuán)隊(duì)合成超高容量鋰離子電池有機(jī)正極材料


來(lái)源:中國(guó)新聞網(wǎng)

[導(dǎo)讀]  中國(guó)科學(xué)院院士、南開(kāi)大學(xué)化學(xué)學(xué)院教授陳軍團(tuán)隊(duì)近期設(shè)計(jì)合成了一種具有超高容量的鋰離子電池有機(jī)正極材料——環(huán)己六酮,該材料包含地球豐富的碳、氫、氧元素,且此類(lèi)有機(jī)正極材料展現(xiàn)了鋰離子電池目前所報(bào)道的最高容量值,刷新了鋰離子電池有機(jī)正極材料容量的世界紀(jì)錄。

中國(guó)粉體網(wǎng)訊  記者15日從南開(kāi)大學(xué)獲悉,中國(guó)科學(xué)院院士、南開(kāi)大學(xué)化學(xué)學(xué)院教授陳軍團(tuán)隊(duì)近期設(shè)計(jì)合成了一種具有超高容量的鋰離子電池有機(jī)正極材料——環(huán)己六酮,該材料包含地球豐富的碳、氫、氧元素,且此類(lèi)有機(jī)正極材料展現(xiàn)了鋰離子電池目前所報(bào)道的最高容量值,刷新了鋰離子電池有機(jī)正極材料容量的世界紀(jì)錄。

相關(guān)成果發(fā)表于《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》。南開(kāi)大學(xué)為唯一單位,第一作者為博士生盧勇,通訊作者為陳軍。

高容量、可再生、綠色環(huán)保、低成本的鋰電池正極材料已成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。含有碳、氫、氧等元素的有機(jī)電極材料因其結(jié)構(gòu)可設(shè)計(jì)性、對(duì)環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)被認(rèn)為是非常具有可持續(xù)發(fā)展前景的下一代鋰離子電池正極材料。

然而,該類(lèi)材料仍面臨著實(shí)際容量不高、易溶于有機(jī)電解液等問(wèn)題,導(dǎo)致其能量密度較低、容量衰減比較嚴(yán)重。因此,如何克服這兩大難題,設(shè)計(jì)合成具有超高容量的有機(jī)正極材料、解決其在電解液中的溶解問(wèn)題具有重要意義。

據(jù)介紹,該團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步優(yōu)化新型電解液并研究了環(huán)己六酮在鋰離子電池中的電化學(xué)性能,結(jié)果表明環(huán)己六酮的放電比容量可達(dá)902mAhg-1,為目前已知的有機(jī)電極材料容量最高值。此外,由于環(huán)己六酮在高極性的離子液體中的溶解度較低,使得其在離子液體基的電解液中具有較好的循環(huán)性能,組裝的電池體現(xiàn)高容量和長(zhǎng)循環(huán)壽命等特征。美國(guó)工程院院士、康乃爾大學(xué)Archer教授認(rèn)為,這一開(kāi)創(chuàng)性成果把該領(lǐng)域工作高度推向了頂峰。

這項(xiàng)工作為高容量有機(jī)電極材料的設(shè)計(jì)、制備以及電池應(yīng)用提供了一種新的思路。以環(huán)己六酮為正極的鋰離子電池能夠?qū)崿F(xiàn)電池容量更高、壽命更長(zhǎng)等優(yōu)勢(shì),為將來(lái)電動(dòng)汽車(chē)、儲(chǔ)能電網(wǎng)等領(lǐng)域的應(yīng)用提供支撐。

(中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/平安)

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