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可快速充放电的柔性锂离子电池问世

发布者:时间:2016-12-31 16:15:45浏览量:

      中国储能网讯:近日,中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家(联合)实验室在前期制备出具有三维连通网络结构石墨烯泡沫的基础上,利用该材料作为高导电的柔性集流体,设计并制备出可快速充放电的柔性锂离子电池。相关研究成果日前在线发表于美国《国家科学院院刊》。

 

      轻薄化和柔性化是便携式电子产品的重要发展趋势,而储能器件是便携式电子产品的核心部件,因此,能否开发出高性能柔性储能器件,如柔性锂离子电池,是柔性电子产品广泛应用的关键问题之一。研究发现,石墨烯的高导电性和良好的柔韧性,是柔性储能器件的理想候选材料之一。

 

      该实验室研究人员将三维连通的石墨烯网络作为集流体,取代了电池中常用的金属集流体,并通过发展的原位水热合成方法,在石墨烯三维连通网络结构上直接生长活性物质,如磷酸铁锂和钛酸锂,成功地在不使用粘结剂和导电添加剂的情况下,实现活性物质和石墨烯集流体的良好接触,促进了电子的传输并提高了弯折时电极材料的稳定性。

 

      最终,研究人员将磷酸铁锂/石墨烯和钛酸锂/石墨烯复合材料分别作为正负极,采用柔性硅胶为封装体,组装了具有很好柔性的锂离子全电池。实验显示,该柔性锂离子电池在弯曲时,其充放电特性保持不变,并可在6分钟内完成充电(达到初始容量的90%),在100次循环之后容量保持率为96%。

 

      业内专家认为,该研究为高性能柔性锂离子电池的设计和制备提出了一种新思路。这种可快速充电的柔性锂离子电池的制备工艺简单,具有潜在的实际应用价值。

 

      该研究得到了国家自然科学基金委、科技部和中科院有关项目的资助。


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