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可快速充放電的柔性鋰離子電池問(wèn)世

作者:中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)新聞中心 來(lái)源:中國(guó)科學(xué)報(bào) 發(fā)布時(shí)間:2012-11-04 瀏覽:
     中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊:近日,中國(guó)科學(xué)院金屬研究所沈陽(yáng)材料科學(xué)國(guó)家(聯(lián)合)實(shí)驗(yàn)室在前期制備出具有三維連通網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)石墨烯泡沫的基礎(chǔ)上,利用該材料作為高導(dǎo)電的柔性集流體,設(shè)計(jì)并制備出可快速充放電的柔性鋰離子電池。相關(guān)研究成果日前在線發(fā)表于美國(guó)《國(guó)家科學(xué)院院刊》。
 
  輕薄化和柔性化是便攜式電子產(chǎn)品的重要發(fā)展趨勢(shì),而儲(chǔ)能器件是便攜式電子產(chǎn)品的核心部件,因此,能否開(kāi)發(fā)出高性能柔性?xún)?chǔ)能器件,如柔性鋰離子電池,是柔性電子產(chǎn)品廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵問(wèn)題之一。研究發(fā)現(xiàn),石墨烯的高導(dǎo)電性和良好的柔韌性,是柔性?xún)?chǔ)能器件的理想候選材料之一。
 
  該實(shí)驗(yàn)室研究人員將三維連通的石墨烯網(wǎng)絡(luò)作為集流體,取代了電池中常用的金屬集流體,并通過(guò)發(fā)展的原位水熱合成方法,在石墨烯三維連通網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上直接生長(zhǎng)活性物質(zhì),如磷酸鐵鋰和鈦酸鋰,成功地在不使用粘結(jié)劑和導(dǎo)電添加劑的情況下,實(shí)現(xiàn)活性物質(zhì)和石墨烯集流體的良好接觸,促進(jìn)了電子的傳輸并提高了彎折時(shí)電極材料的穩(wěn)定性。
 
  最終,研究人員將磷酸鐵鋰/石墨烯和鈦酸鋰/石墨烯復(fù)合材料分別作為正負(fù)極,采用柔性硅膠為封裝體,組裝了具有很好柔性的鋰離子全電池。實(shí)驗(yàn)顯示,該柔性鋰離子電池在彎曲時(shí),其充放電特性保持不變,并可在6分鐘內(nèi)完成充電(達(dá)到初始容量的90%),在100次循環(huán)之后容量保持率為96%。
 
  業(yè)內(nèi)專(zhuān)家認(rèn)為,該研究為高性能柔性鋰離子電池的設(shè)計(jì)和制備提出了一種新思路。這種可快速充電的柔性鋰離子電池的制備工藝簡(jiǎn)單,具有潛在的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
 
  該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金委、科技部和中科院有關(guān)項(xiàng)目的資助。
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