新材料与能源化学研究室
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锂、钠离子电池
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   锂离子电池是在20世纪70年代,经由锂一次电池发展而来的一种二次可循环电化学储能装置。目前,锂离子电池已经发展成为应用范围最广泛,性能最优异的二次能源系统,尤其在3C和动力电池领域,锂离子电池已经实现了大规模商用。

   依据工作原理,锂离子电池被形象地称为“摇椅式电池”。当对电池进行充电时,在正极的富锂材料中有锂离子脱出,通过外电势的驱动,锂离子经由电解液运动到负极,并嵌入到负极材料中。当电池放电工作时,负极材料中的锂发生脱嵌,产生的锂离子又回到正极。

   锂离子电池具有输出电压高、自放电率小、循环性能好、无记忆效应、绿色环保等优点,然而随着商业应用的深入,锂离子电池也面临着更高能量密度、功率密度等要求的挑战。因此继续深入研究锂离子电池具有重要意义。

   钠离子电池的工作原理与锂离子电池类似,但是由于钠离子的物化性质,导致其无论是在能量密度还是电极材料的选择上,相对锂离子电池均有一定劣势。然而随着全球锂离子电池产能的增长,也带来了锂资源枯竭的问题。而钠资源丰富,是地壳中丰度第四的元素,因此研究和发展钠离子电池也具有重要意义。

   本课题组致力于纳米材料在锂、钠离子电池负极材料上的应用,主要研究过渡金属的氧、硫、硒、磷化物,碳基材料以及二者的复合材料。通过合理的设计,构筑具有特殊微纳结构以及能带结构的电极材料,同时测试材料的电化学性能,根据测试结果,分析和探索材料的结构、物相、性能三者之间的内在联系,并通过进一步的反馈与调控,实现电极材料的有效设计与合成。





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