浙江大学林展教授在《能源与环境科学》杂志上发表的一篇锂离子电池论文

来源:上海新型纳米材料研究公司 发布时间:2019-01-02 点击次数:

锂离子电池已广泛应用于各种便携式电子设备,如手机和笔记本电脑。近年来,电动汽车、智能电网等锂离子电池的研究技术和应用领域得到了进一步的拓展,进一步发展锂离子电池的关键是要发展更高的比能量密度和比功率密度,以及安全、低成本的电极材料。商用锂离子阳极主要采用石墨材料,容量低,安全性能差。相比之下,二氧化钛(B)避免了锂枝晶的形成,因为它具有较高的锂插层潜力,大大提高了电池的安全性能,具有循环性能好、环境友好、价格低廉的优点,但是二氧化钛(B)导电性差,限制了其应用。离子是锂离子动力电池中的一种高效负极材料。比容量低限制了电池比能量密度的进一步提高。
    
     为了解决这些问题,林教授及其合作者采用传统的水热法(如图所示)以铜纳米线为模板合成了二氧化钛(B)纳米片,结果表明,二氧化钛(B)纳米片具有良好的壁结构渗透性,比表面积可达141 m2/g.t。采用这种负极材料的锂离子电池具有良好的循环寿命,即在400次充放电后,电池的容量保持在160 mAh/g,电流密度高达5 C,并且具有良好的速率性能,即在20 C的电流密度下可以进行有效的充放电循环。二氧化钛纳米片结构可以充分便利锂离子的传导和运输,其堆积的中空结构能有效地缓冲循环过程中材料的体积变化,提高电池的倍率性能;高表面积有利于增加材料与电解质的接触,提高电池的反应速度。进一步提高了电池材料的电化学性能。
    
     文摘:采用有效的铜纳米线模板溶剂热法制备了二氧化钛(B)纳米片层状管状结构。在反应初期,在铜纳米线上生长了一层致密的二氧化钛(B)纳米片。铜纳米线在延长的R后期逐渐溶解,所得二氧化钛(B)分级管具有较大的表面积和良好的壳渗透性。当评估电化学锂存储性能时,这些二氧化钛(B)分层管状结构显示出高比容量、优异的速率性能和长期循环稳定性。
    
    


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