作者:刘万生 吕东光 来源:科学网 www.sciencenet.cn 发布时间:2018/9/12 9:21:17
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美国化学学会旗舰期刊:“锂离子电池点亮大连理工大学”

 

近日,大连理工大学黄昊教授及其团队科研成果,以“Inverse Capacity Growth and Pocket Effect in SnS2Semifilled Carbon Nanotube Anode”(SnS2半填充碳纳米管阳极的容量逆增长和口袋效应)为题目发表在美国化学学会旗舰期刊ACS Nano 2018, 12, 8037-8047(影响因子:13.709)。文中刊发图片,使用SnS2半填充碳纳米管新负极材料制作的锂离子电池驱动了LED矩阵,“点亮”了大连理工大学校徽。

研究团队在基于锂离子电池电极材料在充放电过程中严重的体积膨胀导致容量衰减和低导电率的瓶颈问题上,取得突破性进展,实现了碳约束核壳结构负极材料的制备,解决了锂离子电池容量衰减的关键难题。在此基础上,开发了一种SnS2半填充碳纳米管新型锂离子电池负极材料。该负极材料在充放电循环过程中体现了“非常规”的容量逆增长特性。在0.3 A g-1电流密度下,首次放电容量为1258 mAh g-1,经过470次循环容量逐渐增长至2733 mAh g-1,超过初始容量的2倍,意味着该电池使用时间越用越长。

研究人员通过一系列的微观结构表征揭示了所增长的容量来源于碎化的SnS2晶粒界面,而碎化的晶粒被碳纳米管包覆约束,保持良好的导电网络,这在该项研究中被实验室称之为“口袋效应”。以此新型负极材料组装的锂离子电池具有优异的储锂性能和安全系数,是目前商业化锂离子电池(碳基负极材料)容量的3-7倍,并且在0-60 ºC下稳定运行。

 
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