中南大學(xué)賴延清教授團(tuán)隊(duì)在高能二次電池研究領(lǐng)域取得系列突破
近日,我校冶金與環(huán)境學(xué)院賴延清教授團(tuán)隊(duì)針對(duì)高能二次電池的研究成果先后在線發(fā)表于能源材料領(lǐng)域國(guó)際頂級(jí)期刊《Advanced Materials》(IF=19.79)和《Energy Storage Materials》(IF≈13.31)。
賴延清教授學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì)面向高能二次電池發(fā)展需求,研究開(kāi)發(fā)了枝晶抑制金屬鋰負(fù)極、高容量富鎳/富鋰錳層狀氧化物正極、以及長(zhǎng)壽命硫碳復(fù)合正極等新型電極材料,取得了系列創(chuàng)新與突破:
(1)針對(duì)金屬Li負(fù)極枝晶生長(zhǎng)并導(dǎo)致低庫(kù)倫效率、短循環(huán)壽命與高安全風(fēng)險(xiǎn)的世界難題,首次發(fā)現(xiàn) “堿金屬可在室溫下直接將氧化石墨烯(GO)還原”,采用噴涂技術(shù)將GO分散液噴涂到金屬鋰表面,獲得“5 mA˙cm-2下1000次循環(huán)無(wú)鋰枝晶”的金屬鋰負(fù)極(SR-G/Li),此項(xiàng)研究成果近日發(fā)表于材料領(lǐng)域國(guó)際頂級(jí)期刊Advanced Materials 。另外,通過(guò)噴涂具有低沉鋰過(guò)電位的納米粒子,誘導(dǎo)生長(zhǎng)獲得了高庫(kù)倫效率長(zhǎng)循環(huán)壽命的新型3D金屬鋰負(fù)極,近日發(fā)表于權(quán)威期刊Energy Storage Materials。
(圖1 SR-G/Li負(fù)極的制備機(jī)理示意圖(a)、5 mA˙cm2下循環(huán)性能(b)及LiFePO4電池1C循環(huán)性能(c))
(2)針對(duì)富鎳/富鋰錳層狀氧化物正極材料結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定、Li+遷移受阻及其與電解液反應(yīng)導(dǎo)致循環(huán)壽命與倍率性能不理想這一前沿問(wèn)題,構(gòu)筑了Ti4+雙向擴(kuò)散包覆NiTiO3富鎳材料、{010}面擇優(yōu)生長(zhǎng)正交納米片結(jié)構(gòu)富鋰錳材料、以及異質(zhì)外延結(jié)構(gòu)富鋰錳/尖晶石復(fù)合材料等高容量正極材料。相關(guān)成果分別發(fā)表于能源材料Top 期刊Nano Lett.、Nano Energy和J. Mater. Chem. A。
(圖2 富鋰錳(LLO)/尖晶石(S)復(fù)合材料合成過(guò)程(a)、外延結(jié)構(gòu)(b/c/d)及其1.0 C循環(huán)性能(e))
(3)針對(duì)鋰硫電池高安全、長(zhǎng)壽命與高比能難以協(xié)同問(wèn)題,在S-C復(fù)合材料構(gòu)筑、循環(huán)衰減機(jī)制以及截硫?qū)т嚪椒ǖ确矫嫒〉昧讼盗袆?chuàng)新性成果,在能源材料Top 期刊Nano Energy 、Energy Storage Materials和J. Mater. Chem. A等發(fā)表SCI論文30余篇(其中ESI高被引論文4篇),近五年被SCI他引1000余次。
(圖3復(fù)合層次孔炭(G/MPC/SP)構(gòu)筑流程(a)、微觀結(jié)構(gòu)(b/c)及其載S正極的電化學(xué)性能(d)
基于上述成果,賴延清教授作為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人申報(bào)獲批了2018年度國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(No. 2018YFB0104200,2261萬(wàn)元)。項(xiàng)目實(shí)施3年內(nèi),將在國(guó)際上率先實(shí)現(xiàn)高比能(當(dāng)前電池的2倍以上)鋰硫電池的工程化制造與裝車(chē)應(yīng)用示范。同時(shí),賴延清教授還獲批國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)國(guó)際合作研究項(xiàng)目(No. 51720105014,229萬(wàn)元),與“太陽(yáng)能之父”新南威爾士大學(xué)M. Green院士合作研發(fā)“高比能光伏轉(zhuǎn)換與儲(chǔ)存一體化柔性電源”。
責(zé)任編輯:仁德財(cái)
-
權(quán)威發(fā)布 | 新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)頂層設(shè)計(jì)落地:鼓勵(lì)“光儲(chǔ)充放”,有序推進(jìn)氫燃料供給體系建設(shè)
2020-11-03新能源,汽車(chē),產(chǎn)業(yè),設(shè)計(jì) -
中國(guó)自主研制的“人造太陽(yáng)”重力支撐設(shè)備正式啟運(yùn)
2020-09-14核聚變,ITER,核電 -
探索 | 既耗能又可供能的數(shù)據(jù)中心 打造融合型綜合能源系統(tǒng)
2020-06-16綜合能源服務(wù),新能源消納,能源互聯(lián)網(wǎng)
-
新基建助推 數(shù)據(jù)中心建設(shè)將迎爆發(fā)期
2020-06-16數(shù)據(jù)中心,能源互聯(lián)網(wǎng),電力新基建 -
泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)下看電網(wǎng)企業(yè)數(shù)據(jù)變現(xiàn)之路
2019-11-12泛在電力物聯(lián)網(wǎng) -
泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)典型實(shí)踐案例
2019-10-15泛在電力物聯(lián)網(wǎng)案例
-
新基建之充電樁“火”了 想進(jìn)這個(gè)行業(yè)要“心里有底”
2020-06-16充電樁,充電基礎(chǔ)設(shè)施,電力新基建 -
燃料電池汽車(chē)駛?cè)雽こ0傩占疫€要多久?
-
備戰(zhàn)全面電動(dòng)化 多部委及央企“定調(diào)”充電樁配套節(jié)奏
-
權(quán)威發(fā)布 | 新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)頂層設(shè)計(jì)落地:鼓勵(lì)“光儲(chǔ)充放”,有序推進(jìn)氫燃料供給體系建設(shè)
2020-11-03新能源,汽車(chē),產(chǎn)業(yè),設(shè)計(jì) -
中國(guó)自主研制的“人造太陽(yáng)”重力支撐設(shè)備正式啟運(yùn)
2020-09-14核聚變,ITER,核電 -
能源革命和電改政策紅利將長(zhǎng)期助力儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展
-
探索 | 既耗能又可供能的數(shù)據(jù)中心 打造融合型綜合能源系統(tǒng)
2020-06-16綜合能源服務(wù),新能源消納,能源互聯(lián)網(wǎng) -
5G新基建助力智能電網(wǎng)發(fā)展
2020-06-125G,智能電網(wǎng),配電網(wǎng) -
從智能電網(wǎng)到智能城市
-
山西省首座電力與通信共享電力鐵塔試點(diǎn)成功
-
中國(guó)電建公司公共資源交易服務(wù)平臺(tái)摘得電力創(chuàng)新大獎(jiǎng)
-
電力系統(tǒng)對(duì)UPS的技術(shù)要求