紫外激光系统在微电子制造中的应用实现从刚性到柔性制造的转变
同步辐射成像技术在材料科学中的应用——金属合金晶体生长原位可视化
东南大学电子学院张彤教授在二维材料光电探测器件方面取得重要进展
上海交大AEMD平台成功研制30Gbps硅基微环电光调制器
二氧化钒掺点儿杂,性能飙升数量级
我国首次实现纳米机电系统非近邻模式耦合
科学家发现固态光源关键材料的根本局限性
俄芬科学家联合研发出柔性超级电容器
日本利用硅纳米阵列实现亚波长分辨率的高纯度可见光
II-VI发布为微材料加工而设计的新款红外扫描镜头
官方微信
友情链接

新型交叉共晶合金电极提升锂电池储电容量

2017-12-29

当前,广泛应用于可充电锂离子电池负极材料是涂覆在铜箔上的石墨粉末。然而铜材料的使用增加了电极的体积,但却没有改善电池的储电性能,且使得负极制备工艺更加复杂,因此亟需开发低成本、简单的负极制备工艺。得克萨斯大学奥斯汀分校科克雷尔工程学院的Arumugam Manthiram教授课题组发现了一系列能够使锂离子电池充电容量增加一倍的新型负极材料——交叉共晶合金(IdEA)。研究人员通过机械轧制获得了铝锌锡(AZT)交叉共晶成纳米金属箔,而不需要复杂的浆料涂布工艺,大幅简化了电极制备工艺。扫描电子显微镜(SEM)测试结果显示AT电极材料是典型的二元共晶合金,且是高密度材料,单位面质量在10-15mg / cm2之间。研究人员将AZT合金作为电极装配成锂离子电池,充电截止电压为1.0 V,并在不同的放电容量条件下进行了循环测试。研究人员发现尽管在最初几次充放电循环期间存在铝平台,但随后的Al-Sn层的分层导致电化学活性锡量的急剧增加,在300mA h g-1放电容量下循环的AZT电池,电池放电容量从首次循环的5mA h g-1增加到10次的190mA h g-1,首次循环库伦效率为72.9%,表明了首次循环中的大部分“容量损失”是可逆的,循环次数可达89次。当降低放电比容量至250 mA h g-1时,AZT合金电池循环次数便增加到150次,显著优于同条件下的石墨/铜负极(150次循环后比容量仅为150 mA h g-1);进一步降低放电比容量到200 mA h g-1,电池循环寿命则超过200次。作为金属薄片,IdEA负极不需要外部集电器,显着减少非活性负极组分的比例,从而减少了电极的厚度,仅为目前锂离子电池中使用的石墨/铜负极厚度的四分之一、重量的一半。因此,将来可以用新的负极制造更小,更轻的可再充电电池。该项研究通过机械轧制方法制备了新型的交叉合金合电池负极,将电极材料从微观结构转换成纳米结构,克服电极膨胀引起的不可逆形变,显著增强了电池性能,为设计和开发高性能的锂离子电池电极材料开辟了新思路。相关研究成果发表在《ACS Energy Letters》10。

(罗卫 郭楷模)

(来源:《先进能源科技动态监测快报》2017年第23期)



关于我们
下载视频观看
联系方式
通信地址

北京市海淀区清华东路甲35号 北京912信箱 (100083)

电话

010-82304210/010-82305052(传真)

E-mail

semi@semi.ac.cn

交通地图
版权所有 © 中国科学院半导体研究所

备案号:京ICP备05085259号 京公网安备110402500052 中国科学院半导体所声明