深圳先进院高性能钾离子电池负极材料研究取得进展

2020-03-23来源: EEWORLD关键字:钾离子电池  负极材料

3月18日,中国科学院深圳先进技术研究院材料所(筹)光子信息与能源材料研究中心在新型高性能钾离子电池的负极材料研究方面取得新进展:理论预言苯乙烯材料是一类非常有前景的钾离子电池负极材料,基于大量的计算模拟数据指出苯乙烯材料在用作钾离子电池负极材料时具有非常高的理论比容量和非常小的体积膨胀。相关成果以[n]Phenacenes: Promising Organic Anodes for Potassium-Ion Batteries(《苯乙烯:有前景的钾离子电池负极材料》)为题发表在期刊Journal of Physical Chemistry C(DOI:10.1021/acs.jpcc.9b10930)上。


因为在成本和环境等方面的优势,钾离子电池被认为是锂离子电池的最佳替代者之一,从而被广泛研究;然而在负极材料端,因为钾具有比锂大的离子半径,使得常用的石墨、硅和微纳多孔等负极材料在嵌钾时负极端膨胀过大从而导致储钾容量过低的问题。


为解决上述问题,深圳先进院博士钟国华与其合作者基于高通量计算、第一性原理材料设计,提出了用苯乙烯材料用作钾离子电池负极材料的想法。研究人员在由苯乙烯构成的多孔或层状晶体材料中嵌入/脱出钾离子,研究整个静态和动态过程。大量数据结果指明,在苯乙烯类材料中嵌入钾离子,理论比容量可高达700 mAh/g以上,且在嵌入/脱出钾离子的过程中,材料的体积膨胀率小于50%。另外,该材料也具有较好的导电性和较小的开路电压,使之提供较大电压窗口。这些数据表明苯乙烯比石墨等材料在储钾和安全性等方面更具优势,是一类非常有前景的钾离子电池负极材料。


该研究得到深圳市基础研究布局项目和孔雀计划项目的资助支持。

深圳先进院高性能钾离子电池负极材料研究取得进展

苯乙烯材料(上)在嵌入钾时的理论比容量(左下)和开路电压(右下)与其它材料的对比


关键字:钾离子电池  负极材料 编辑:鲁迪 引用地址:http://news.eeworld.com.cn/qcdz/ic492377.html 本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。

上一篇:BMW在PHEV方面持续推进的措施
下一篇:固态电池扩张之路面临的几项挑战

关注eeworld公众号 快捷获取更多信息
关注eeworld公众号
快捷获取更多信息
关注eeworld服务号 享受更多官方福利
关注eeworld服务号
享受更多官方福利

推荐阅读

清华大学发现有利于钾离子电池大规模储能的阴极材料
近日,清华大学和中科院的科学家发现了一种特殊的阴极材料,这种材料可以用于更稳定的钾离子电池储能系统。据悉,这种新材料可以使储能系统在2000个循环之后仍能够保留94%的容量,而每个循环的容量衰减仅为0.003%。钾离子电池技术成本低、性能好,但迄今为止,它的大规模储能技术的发展十分有限,原因之一就是缺乏稳定的阴极材料。但作为一种比锂更加便宜、更加丰富的材料,科学家们也热衷于开发基于钾的电池化学物质。清华大学和中科院的科学小组发现了一块名为KFeC2O4F的磁阻材料,他们认为,这可能比过去使用的任何材料都更加稳定。这种磁阻材料是局部磁矩或自旋通过相互竞争的交换作用而相互作用的物质,这种相互作用不能同时满足,因此导致了系统基态的大的
发表于 2020-03-25
清华大学发现有利于钾离子电池大规模储能的阴极材料
中科院正研发新型钾型双离子电池:轻且持久
  “电量低于80%不敢出门。”随着大屏智能手机普及,许多人患上了这种“电池焦虑症”。于是,近年来,充电宝日渐成为手机的最佳拍档。然而,有人却力图改变智能手机依赖充电宝的局面。下面就随电源管理小编一起来了解一下相关内容吧。  近日,中国科学院深圳先进技术研究院集成所功能薄膜材料研究中心唐永炳研究员及其团队成功研发出一种新型高性能、低成本的钾型双离子电池技术,该成果日前在线发表于国际材料著名期刊《先进材料》上。  一年时间发表多项突破性研究成果  这些硕果的背后,是唐永炳和团队成员一天工作14个小时,把一年的时间当作两年来用才有的突破……  “这一次我们发现钾离子电池技术,是2016年3月团队首次发现双离子电池技术后,围绕该技术各项
发表于 2017-05-16
手机续航问题不用担心啦!中科院正研发新型钾型双离子电池
智能手机发展到今天,我们都已经离不开啦,不过续航问题仍然没有彻底解决,虽然厂商们做的电池容量越来越大啦,不过屏幕也越来越大啦,屏幕大电就下的快,实际来看,续航时间并没有显著增加,每天一充甚至两充的命运还是没有改变。中科院研发新型双离子电池或能解决续航问题。下面就随电源管理小编一起来了解一下相关内容吧。(唐永炳在中国科学院深圳先进技术研究院集成所功能薄膜材料研究中心分析团队的实验数据。)近日,中国科学院深圳先进技术研究院集成所功能薄膜材料研究中心唐永炳研究员及其团队成功研发出一种新型高性能、低成本的钾型双离子电池技术,该成果日前在线发表于国际材料著名期刊《先进材料》上。一年时间发表多项突破性研究成果这些硕果的背后,是唐永炳和团队成员
发表于 2017-05-15
中国矿大钾离子电池研究获重要成果
近日,中国矿业大学能源、材料与物理学部研究生马光耀在英国皇家化学学会期刊发表了一篇高水平学术论文,证实可以通过一种可重复且经济环保的方法,合成磷氧共掺杂石墨烯材料,并将其应用为钾离子电池负极材料。下面就随电源管理小编一起来了解一下相关内容吧。马光耀告诉记者,材料中掺杂的P、O原子提高了石墨烯材料的电导率,形成的连续薄膜网状结构促进了电子的快速传输,同时P、O原子形成的空位等缺陷能够有效地缓冲石墨烯材料在充放电过程中的体积变化,且能够为钾离子的脱嵌提供更多的活性位点,因此这种磷氧共掺杂石墨烯展现出了极为优异的电化学储钾性能。记者了解到,从2016年10月开始,马光耀就根据自己的研究兴趣,进行石墨烯材料、钾离子二次电池负极材料等方面
发表于 2017-04-13
中国矿大钾离子电池研究获重要成果
 近日,中国矿业大学能源、材料与物理学部研究生马光耀在英国皇家化学学会期刊发表了一篇高水平学术论文,证实可以通过一种可重复且经济环保的方法,合成磷氧共掺杂石墨烯材料,并将其应用为钾离子电池负极材料。下面就随电源管理小编一起来了解一下相关内容吧。 近日,中国矿业大学能源、材料与物理学部研究生马光耀在英国皇家化学学会期刊发表了一篇高水平学术论文,证实可以通过一种可重复且经济环保的方法,合成磷氧共掺杂石墨烯材料,并将其应用为钾离子电池负极材料。马光耀告诉记者,材料中掺杂的P、O原子提高了石墨烯材料的电导率,形成的连续薄膜网状结构促进了电子的快速传输,同时P、O原子形成的空位等缺陷能够有效地缓冲石墨烯材料在充放电过程中的体积变化,且能
发表于 2017-04-13
韩国研究人员开发高容量硅负极材料 或使电动汽车的续航里程翻倍
(图源:KIST官网)据外媒报道,韩国科学技术研究院(KIST)储能研究中心的Hun-Gi Jung博士及其研究团队宣布,已开发出新型硅负极材料。与石墨负极材料相比,采用这种材料的电池可将容量提升4倍,并且支持快速充电,在5分钟之内充电至80%以上。如果用在电动车动力电池上,预计汽车的续航里程或将增加一倍以上。目前,量产电动汽车电池所用的石墨负极材料容量较低,电动汽车的续航里程要比内燃机汽车短。为了开发长续航里程电动汽车,人们日益关注储能能力比石墨大10倍的硅,并将其视为下一代负极材料。然而,由于在充放电周期内,硅会迅速膨胀,导致存储容量大幅下降,硅材料尚未实现商业化应用。研究人员提出过许多方法,用以提高硅负极材料的稳定
发表于 2020-03-20
韩国研究人员开发高容量硅负极材料 或使电动汽车的续航里程翻倍
小广播
电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2020 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved