鉅大LARGE | 點擊量:678次 | 2021年11月09日
大連化物所微型鋰離子電池研究新進展
近日,我國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所二維材料與能源器件研究組研究員吳忠?guī)泩F隊與中科院院士包信和團隊合作,開發(fā)出一種具有多方向傳質(zhì)、優(yōu)異柔性和高溫穩(wěn)定性的平面集成化全固態(tài)鋰離子微型電池。相關(guān)研究成果發(fā)表在《納米能源》(NanoEnergy)上。
隨著柔性可穿戴化、微型化、集成化電子器件的快速發(fā)展,迫切要開發(fā)高性能、輕量化、穿戴式及結(jié)構(gòu)功能一體化柔性電源及其技術(shù)。鋰離子電池是目前社會上應(yīng)用最廣泛、最為流行的一種電源,但存在著體積大、形狀固定、柔性差、電解液泄漏和可燃等安全問題,因此難以滿足柔性化、小型化電子器件的需求。
最近,該研究團隊率先開發(fā)出一種全固態(tài)平面集成化的鋰離子微型電池。該鋰離子微型電池以納米鈦酸鋰納米球為負極,磷酸鐵鋰微米球為正極,高導(dǎo)電石墨烯為非金屬集流體,離子凝膠為電解液,具有平面十指交叉構(gòu)型且無需使用傳統(tǒng)隔膜和金屬集流體。
獲得的鋰離子微型電池具有多方向傳質(zhì)的優(yōu)勢,表現(xiàn)出高體積能量密度125.5mWh/cm3,優(yōu)異的倍率性能;超長的循環(huán)穩(wěn)定性,3300次循環(huán)后容量基本沒有衰減;以及良好的機械柔性,在反復(fù)彎曲或扭曲下其電極結(jié)構(gòu)無損壞以及電化學(xué)性能無明顯變化。
同時,該微型儲能器件能在100°C的高溫環(huán)境下穩(wěn)定工作且具有長循環(huán)穩(wěn)定性(1000次循環(huán))。此外,該鋰離子電池?zé)o需金屬連接體便能實現(xiàn)模塊化自集成,實現(xiàn)輸出電壓和容量的有效調(diào)控。因此,該鋰離子微型電池在柔性化、微型化電子器件的應(yīng)用中具有很大潛力。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
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