分会

第三十九分会：先进化学电源

摘要

锂离子对称电池采用两个完全相同的电极作为正极和负极可有效缓解材料在电化学反应中的体积膨胀/收缩，具有良好安全性和循环稳定性，有望成为高性能锂离子电池的重要发展方向[1-2]。钛酸铁锂基于铁在较宽电压范围内的电化学反应，能同时应用于正、负极，展现较好的储能特性，是对称电极的潜在候选者。但该材料的Li+扩散速率慢，导电性差，且合成时反应物较多、煅烧条件苛刻，易形成密实块体，导致较差的电化学性能[3]。因此，本文基于溶胶凝胶技术的前驱体反应物有序反应调控策略，构筑了纳米晶组装的钛酸铁锂纳米颗粒(Fig 1a)。得益于超小的结构单元、大的比表面积、丰富的介孔结构以及均匀的碳涂层，钛酸铁锂差的离子和电子导电性得到了极大的改善。作为锂电正极在50 mA g-1电流密度下循环200圈后可获得127.8 mAh g-1，作为负极在500 mA g-1电流密度下获得的容量为433.3 mAh g-1(Fig 1b)。应用于锂离子对称电池，其在0.1 A g-1电流密度下循环200圈后可获得95.4 mAh g-1的可逆容量，容量保持率为93.1%，对应的能量密度为166.6 Wh kg-1，并能够点亮灯板，为对称型电池的研究、开发及应用提供了科学依据和理论基础(Fig 1c)。 参考文献： [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.; Gaberšček, M. J. Power Sources 2009, 189, 81-88.

关键词

钛酸铁锂、纳米晶、对称型锂离子电池

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