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博士生梁正研究小组首次明确提出内亲锂性概念


本文摘要:以博士生梁正为中坚的研究小组首次明确提出内亲锂性概念,利用表面内亲锂化处理的碳主体材料顺利取出填充金属锂电极,该电极大幅提高锂电池性能。与以前的相关研究相比,梁正等人融化了金属锂,根据不同材料的浸润性明确提出的内亲锂的概念,为金属锂电极的研究获得了新的想法,并且在其他领域的研究中非常结合。

研究

由美国斯坦福大学着名材料学家崔屹和美国前能源部部长、诺贝尔物理奖得主朱2682文组成的研究队伍,最近在金属锂电极的实际应用中在研究开发方面取得了重大突破。以博士生梁正为中坚的研究小组首次明确提出内亲锂性概念,利用表面内亲锂化处理的碳主体材料顺利取出填充金属锂电极,该电极大幅提高锂电池性能。近年来,随着便携式电子设备、电动汽车和可再生能源的迅速发展,高能源存储器件成为新能源新材料领域的研究热点之一。

金属锂具有极高的理论比容量和理想的负极电位。以金属锂为负极的二次电池具有低工作电压、低能密度等优点,使金属锂成为当今能源存储领域的选择材料。但是,现有锂离子二次电池的各项指标,如容量、循环寿命、电池速度等,不能满足消费者日益增加的市场需求,因此新型电极材料的开发成为重中之重。新研究的填充金属锂电极在碳酸盐电解液系统循环过程中具有较小的尺寸变化、极高的比容量和较好的循环和倍率性能,其电压曲线也比较光滑,突破了当前制约金属锂电池大规模商业化的主要问题,即金属锂和电解液的副反应、循环过程中的电极尺寸变化和锂枝晶的构成。

前者大幅度降低了电池的库伦效率,影响了电化学性能后者不会给金属锂电池带来相当严重的安全危险。针对上述问题,小组进行了一系列的研究。经过多次尝试,他们把目光转向了纳米技术。

美国

研究小组对材料表面的浸润性进行了深入研究后,首次明确提出了内亲锂性概念,利用表面内亲锂化处理的碳素主体材料,通过创建内亲锂的接口材料体系,开创性地融化金属锂后,利用毛细排出碳纤维网络的间隙填充金属锂电极由10%体积比的碳纤维和金属锂材料组成。碳纤维网具有良好的导电性、超高的机械强度和电化学稳定性,作为金属锂的主体框架材料是绝佳的自由选择。与以前的相关研究相比,梁正等人融化了金属锂,根据不同材料的浸润性明确提出的内亲锂的概念,为金属锂电极的研究获得了新的想法,并且在其他领域的研究中非常结合。

美国

该团队这项研究成果经美国《国家科学院院刊》在线公开发布后,备受业内普遍关注,多家媒体纷纷开展跟踪报道,被指是锂电池研究领域的重大突破。目前,该研究成果已申请美国发明专利。


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