作者:刘万生 石浩东 侯晓城 来源:中国科学报 发布时间:2019/12/12 16:08:47
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石墨烯多孔气凝胶新材料研制成功

 

近日,中科院大连化物所研究员吴忠帅团队研发出一种三维高导电、亲锂性的MXene/石墨烯多孔气凝胶新材料,并成功应用于高锂载量、高容量、无枝晶金属锂负极,获得了高比能、长寿命锂金属电池。相关研究成果发表在《美国化学会—纳米》上。

金属锂具有超高质量理论比容量(3860 毫安时/ 每克)和最低的氧化还原电压(-3.04 伏),被认为是一种非常有应用前景的高比能锂电池负极材料。但由于其存在不可控的锂枝晶、死锂,以及充放电过程锂金属体积膨胀等问题,导致锂金属循环性能差,安全性能低,限制了锂金属负极在高比能锂金属电池中的实际应用。

研究人员研发的这种三维MXene/石墨烯多孔气凝胶材料,并用作锂金属的载体,成功构筑出柔性的、高锂载量(3560毫安时/ 每克)、具有高比表面积(259 平方米/每克)、优异导电性、良好的亲锂性能,实现了高的库伦效率(99%),显著提高了金属锂负极的循环稳定性(2700 小时)。

研究人员还将该锂金属负极应用到锂硫、锂/钛酸锂全电池中,都表现出高的比容量、优异的循环稳定性和倍率性能。这种三维高导电亲锂网络结构的设计策略为构建高能量密度、长循环寿命的锂金属电池提供了新的思路。

相关论文信息:https://doi.org/10.1021/acsnano.9b07710

 
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