联系我们  |  网站地图  |  English   |  移动版  |  中国科学院 |ARP
站内搜索:
首页 简介 管理部门 科研部门 支撑部门 研究队伍 科研成果 成果转化 研究生教育 党建与创新文化 科普 信息公开 办公内网 OA系统
科技信息
清华大学在力学结构超材料...
科学家发明光催化水裂解新...
摩擦/力致发光研究取得进展
Physicists uncover why n...
New photodetector could ...
科学家为设计手性发光材料...
二维本征铁磁半导体研究获...
3D打印材料可磁化形变
Nobarrier to application...
Turbocharge for lithium ...
层状钒酸钾K0.5V2O5用于非...
石墨烯等离激元寿命的新突破
西安交大多模式微纳平台实...
The physics of better ba...
Research shows graphene ...
现在位置:首页>新闻动态>科技信息
科学家提出“蚁穴”结构固态电解质抑制锂枝晶新方法
2018-01-19 16:20:55 | 【 【打印】【关闭】

  近日,能源和环境科学领域国际顶级刊物《Energy & Environmental Science》(影响因子=29.518)刊登了北京大学工学院郭少军课题组和北京理工大学陈人杰课题组(共同通讯)的论文“Biomimetic ant-nest ionogel electrolyte boosts the performance of dendrite-free lithium batteries”。

   

  图1 蚁穴离子凝胶电解质中Li+传输通道示意图

  金属锂电池是最有希望的下一代高能量密度的电化学储存设备之一。然而,金属锂负极在反复充/放电过程中易产生不可控的锂枝晶,从而刺穿隔膜,导致循环寿命短和严重的安全问题。此外,金属锂负极在实际应用还存在库伦效率低的问题。对电解质进行合理的设计,可以有效解决这些关键问题。

   

  图2 a 自然界中蚁穴的照片;b 特殊官能团修饰的SiO2骨架的SEM形貌图;c 蚁穴离子凝胶电解质合成机理;d 蚁穴离子凝胶电解质的光学照片

  郭少军课题组通过借鉴自然界中蚁穴结构能够快速交换空气的特点,设计出了一种有特殊官能团修饰的SiO2为骨架的离子凝胶电解质(图1)。这种仿生离子凝胶电解质具有快速传输Li+的能力,而且能够在金属锂负极表面自发地形成颗粒富集层,从而有效地抑制锂枝晶的生长(图2)。组装成的三元电池具有约390 Wh/kg的能量密度,钛酸锂电池稳定循环3000次,库伦效率高达99.8%。该成果为利用仿生概念设计高性能的金属锂电池提供了一种新思路。

  论文第一作者是工学院博士后陈楠。该研究得到了科技部重点研发计划,国家自然科学基金面上基金,中国博士后科学基金和青年千人计划支持。

 

    来源:北京大学http://www.coe.pku.edu.cn/research-news/5064

版权所有 中国科学院上海硅酸盐研究所 沪ICP备05005480号
长宁园区地址:上海市长宁区定西路1295号 电话:86-21-52412990 传真:86-21-52413903 邮编:200050
嘉定园区地址:上海市嘉定区和硕路585号  电话:86-21-69906002 传真:86-21-69906700 邮编:201899