近期新研發(fā)的鋰電新材料
近年來(lái),鋰電新材料研發(fā)取得了諸多進(jìn)展,以下是一些新研發(fā)的鋰電新材料:
? 二維垂直梯型聚合物正極材料:由清華大學(xué)深圳國(guó)際研究生院副教授陳振、彭樂(lè)樂(lè)團(tuán)
隊(duì)研發(fā)。該材料由碳、氫、氧、硫等輕質(zhì)元素組成,不含毒性過(guò)渡金屬元素,環(huán)境友
好。其內(nèi)部形成豐富空隙和結(jié)構(gòu)性“缺陷”,為鋰離子傳輸構(gòu)建了“立體交通網(wǎng)”,使
鋰離子能快速垂直遷移?;谠撜龢O材料制備的鋰離子電池在高電流密度下,30秒即可
完成70%充電,在零下50°C的極端低溫環(huán)境中,3分鐘內(nèi)可實(shí)現(xiàn)55%的充電量,且經(jīng)過(guò)
4000次充放電循環(huán),容量保持率超過(guò)90%。
? 可修復(fù)老化的富鋰錳基正極材料:中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所研究團(tuán)隊(duì)發(fā)
現(xiàn),富鋰錳基正極材料具有“負(fù)熱膨脹”特性,即“遇熱收縮”,這與大多數(shù)物質(zhì)“熱
脹冷縮”的性質(zhì)不同。這種收縮行為可幫助老化的電池恢復(fù)電壓,實(shí)現(xiàn)電池的“返老還
童”。研究團(tuán)隊(duì)還提出了利用這一特性讓老化電池恢復(fù)性能的創(chuàng)新方法,通過(guò)對(duì)富鋰錳
基電池進(jìn)行低電壓充電數(shù)次,可使電池的平均放電電壓恢復(fù)到接近100%,同時(shí)修復(fù)正極
材料的結(jié)構(gòu)損傷,顯著延長(zhǎng)電池使用壽命。
? 用于固態(tài)電池的新型聚合物材料:中國(guó)科學(xué)院金屬研究所科研團(tuán)隊(duì)制備出的新型聚合物
材料,在主鏈上同時(shí)引入具有離子傳導(dǎo)功能的乙氧基和具備電化學(xué)活性的硫醚鍵,在分子
尺度上實(shí)現(xiàn)了界面一體化。該材料不僅具備高離子傳輸能力,還能在不同電位區(qū)間實(shí)現(xiàn)離
子傳輸與存儲(chǔ)行為的可控切換?;谠摬牧蠘?gòu)建的一體化柔性電池可承受20000次反復(fù)彎
折,當(dāng)將其作為復(fù)合正極中的聚合物電解質(zhì)使用時(shí),復(fù)合正極能量密度提升達(dá)86%。
? MOF材料:2025年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予了在MOF(金屬有機(jī)框架)材料研究方面有突出貢
獻(xiàn)的科學(xué)家。MOF材料由金屬離子和有機(jī)配體組裝而成,具有高孔隙率、大比表面積和獨(dú)特
的柔韌性等特性。它可用于鋰電池的正極、負(fù)極、隔膜和電解質(zhì)等部件,例如用MOF做正極
的鋰電池能量密度能到549瓦時(shí)/千克,用酸和氯化鋯合成的MOF作為固態(tài)電解質(zhì)時(shí)離子轉(zhuǎn)移
數(shù)能到0.63,優(yōu)于普通碳酸酯體系。