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
影响锂硫电池化学动力性能...
我国科学家在合成生物学强...
美陆军计划利用原子探索纳...
Super cheap earth elemen...
Organic ferromagnetism: ...
北京大学在高效钙钛矿太阳...
编程人工水凝胶实现复杂三...
稀土双金属反夹心硼团簇的...
Graphene helps protect p...
A novel approach of impr...
新型“可呼吸”钠-二氧化...
北京大学成功解析超高迁移...
西班牙、美国联合开发出室...
A protective shield for ...
X-rays uncover a hidden ...
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
2018-09-27 16:04:36 | 【 【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-1
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