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中科院研發(fā)優(yōu)異儲鈉性能的碳負(fù)極材料

作者:中國儲能網(wǎng)新聞中心 來源:高工鋰電網(wǎng) 發(fā)布時(shí)間:2017-03-16 瀏覽:

中國儲能網(wǎng)訊:在軟碳前驅(qū)體瀝青中加入第二相例如硬碳前驅(qū)體,利用二者之間的相互作用得到了一種無序度較高的非晶碳材料,并且這種復(fù)合前驅(qū)體具有較高的產(chǎn)碳率(60%左右),作為鈉離子電池的負(fù)極材料,其展現(xiàn)了高達(dá)250 mAh/g的比容量、優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性和倍率性能。

中國科學(xué)院物理研究所李云明博士生、胡勇勝研究員等利用水熱方法得到了一種硬碳微球,接著又利用棉花作為前驅(qū)體通過一步碳化法得到了一種硬碳微管,雖然硬碳具有優(yōu)異的儲鈉性能,但是其高昂成本限制了產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

接著他們提出在軟碳前驅(qū)體瀝青中加入第二相例如硬碳前驅(qū)體,利用二者之間的相互作用得到了一種無序度較高的非晶碳材料,并且這種復(fù)合前驅(qū)體具有較高的產(chǎn)碳率(60%左右),作為鈉離子電池的負(fù)極材料,其展現(xiàn)了高達(dá)250 mAh/g的比容量、優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性和倍率性能。

最近,他們在鈉離子電池碳基負(fù)極材料上取得了突破,采用成本更加低廉的無煙煤作為前驅(qū)體,通過簡單的粉碎和一步碳化得到了一種具有優(yōu)異儲鈉性能的碳負(fù)極材料。裂解無煙煤得到的是一種軟碳材料,但不同于來自于瀝青的軟碳材料,在1600 °C以下仍具有較高的無序度,產(chǎn)碳率高達(dá)90%,儲鈉容量達(dá)到220 mAh/g,循環(huán)穩(wěn)定性優(yōu)異。

最重要的是在所有的碳基負(fù)極材料中具有最高的性價(jià)比。其應(yīng)用前景也在軟包電池中得以驗(yàn)證,以其作為負(fù)極和Cu基層狀氧化物作為正極制作的軟包電池的能量密度達(dá)到100 Wh/kg,在1 C 充放電倍率下容量保持率為80%,-20 ℃下放電容量為室溫的86%,循環(huán)穩(wěn)定,并通過了一系列適于鋰離子電池的安全試驗(yàn)。低成本鈉離子電池的開發(fā)成功將有望率先應(yīng)用于低速電動車,實(shí)現(xiàn)低速電動車的無鉛化,隨著技術(shù)的進(jìn)一步成熟,將推廣到通訊基站、家庭儲能、電網(wǎng)儲能等領(lǐng)域。

原標(biāo)題:中科院研發(fā)優(yōu)異儲鈉性能的碳負(fù)極材料

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