【原创】动力电池研究进展周报(2019.10.10~2019.10.25)


来源:中国粉体网   墨玉

[导读]  动力电池研究进展周报(2019.10.10~2019.10.25)

中国粉体网讯  


上海硅酸盐所在锌基电池的新型稳定化电解质研究中取得系列进展


为有效改善锌负极的稳定性,中国科学院上海硅酸盐研究所研究员刘宇带领的科研团队开展了一系列工作,研究出一种具有高稳定性、柔性的自支撑明胶电解质隔膜。这种电解质具备独特的热可逆性和优异的无机盐兼容性。通过构筑稳定的电极-电解质界面,锌负极的腐蚀程度显著降低,对称电池循环稳定性得到提高(0.2mA cm-2稳定循环800h)且没有明显的枝晶形成。独特的结构设计使电池具备柔性和抵抗外力刺激的稳定性。进一步地,基于明胶独特的无机盐增强效应,在高浓度的电解液中处理后的明胶电解质脱水,分子链之间形成强疏水相互作用,电解质的热稳定性和机械性能明显增强,获得了目前所报道的机械性能最好的水系锌基电池自支撑固态电解质隔膜。对称电池在高达5mA cm-2电流密度下可以稳定循环400h。同时,优异的机械性能也提高了电池的安全性,拓展了其在柔性电池领域的应用。


大连化物所研发出应用于锌溴液流电池的高活性氮化钛纳米棒阵列复合电极材料


近日中国科学院大连化学物理研究所储能技术研究部研究员李先锋、张华民团队设计、制备了一种基于氮化钛纳米棒阵列三维复合电极材料,并应用于锌溴基液流电池中。该研究团队设计制备出了一类基于氮化钛纳米棒阵列的自支撑三维层状复合电极材料。在此设计中,碳毡电极作为复合电极的基底材料,其三维导电网络保证了电极的高电子传导率。氮化钛纳米棒阵列对Br2/Br-电对的高催化活性则降低了电极的电化学极化。此外,三维层状和棒状阵列结构有助于电解液向电极内部的渗透,提高了电极的离子传输速率,从而降低了传质极化,大大提高了锌溴液流电池的工作电流密度。该工作为高功率密度溴基液流电池电极材料的设计制备提供了新思路。


科学家开发出锂硫电池新阴极 性能稳定容量高


据了解,新加坡科学技术研究局纳米生物实验室的科学家们已经开发出一种生产锂硫阴极的新方法,这种阴极在200多次的循环中表现出了稳定的性能和高存储容量。该研究机构表示,这代表着“锂硫电池商业化有望。”实验室小组在添加硫之前使用组装的碳支架来创建三维互联的多孔纳米材料,而这种支架防止了阴极塌缩。研究结果表明,采用新电极的电池在200次循环中可以达到每克1220毫安时的特定容量,且容量衰减率低于0.14%。根据实验室的数据,由于“阴极的外形、表面积和电阻的差异”,锂硫电池的比容量提高了48%,容量衰减率降低了26%。


北大在锂电池材料界面梯度重构提升性能方面取得重要进展


近日,由北京大学深圳研究生院新材料学院潘锋教授领导的清洁能源中心研究团队运用中子衍射、x-射线吸收谱(XPS)、高精度及原子尺度显微镜(HR-TEM及球差TEM)结合第一性原理量子化学计算,对锂电池过渡金属氧化物层状材料界面Ti梯度掺杂形成新型的界面重构、提升电池充放电速率和循环稳定性及相关机理进行了系统的研究。


青岛能源所开发出基于石墨炔的高性能储钠材料


中国科学院青岛生物能源与过程研究所碳基材料与能源应用研究组研究发现,通过对石墨炔碳材料进行分子设计控制炔键的数目,增加更多的储钠位点和传输通道,进而制备出具有更好电化学表现的储钠材料,其优异的比容量和超长的循环稳定性表明石墨炔类碳材料在储能方面具有巨大的应用潜力。


深圳先进院在高安全性准固态电池研究取得进展


中国科学院深圳先进技术研究院光子信息与能源材料研究中心电化学团队在高安全性二次锂电池方向获得重要进展。研究团队开发了一种适配锂金属负极的高性能阻燃准固态电解质。该电解质通过原位聚合高分子骨架以支撑不可燃的磷酸酯溶剂,兼具高安全性与高碘化学稳定性。基于该电解质的准固态电池在弯折、冲击、剪切、空气暴露、直接明火灼烧情况下均可稳定运行,并展现出了600圈无衰减的优异性能。


深圳先进院研发出新型低成本环保钠电正极材料


近日,中国科学院深圳先进技术研究院功能薄膜材料研究中心唐永炳研究员及其团队成员联合泰国国立同步辐射光源研究所成功研发出一种新型钠离子电池正极材料。唐永炳研究员及其团队成员宋天一、姚文娇、郑勇平等人通过理论计算与实验相结合,成功研发出一种新型Na2Fe(SO4)(C2O4)·H2O钠电正极材料。该钠电正极材料表现了优异的电化学可逆性和稳定性。进一步的原位同步辐射和XRD表征以及第一性原理计算阐明了该材料电化学活性起源于Fe2+/Fe3+氧化还原对;高的电化学稳定性则源于该材料具有大尺寸的钠离子迁移通道及高的晶体结构稳定性。该工作对开发新型电极材料以及促进高效低成本电池技术发展具有重要意义。


拥有新型电解质的钙电池或许可替代锂离子电池技术


德国卡尔斯鲁厄理工学院 (Germany’s Karlsruhe Institute of Technology)的科学家介绍了一种新型的有机钙盐电解质,可实现室温充电。研究者表示,这一电解质在氧化稳定性、离子电导率和长期可逆循环能力方面表现出“最先进的电化学性能”。尽管现在取得了一定的成果,但科学家指出,“新的电解质只是重要的第一步,”但“我们还有很长的路要走,才能将钙电池推向市场。”


参考来源:

中国科技网、OFweek锂电网、北京大学


(中国粉体网编辑整理/墨玉)

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作者:墨玉

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