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清华大学材料学院唐子龙课题组在高倍率锂离子电池材料方面再获突破发表时间:2019-12-09 16:57 12月3日,清华大学材料学院唐子龙教授课题组在《先进能源材料》(AdvancedEnergyMaterials)期刊上发表题为“具有类玻璃-陶瓷相的高倍率钒酸盐锂离子电池正极材料”(Glass‐Ceramic‐LikeVanadateCathodesforHigh‐RateLithium‐IonBatteries)的研究成果。该研究在高倍率钛酸锂水合物电极材料的研究基础上,进一步解决了纳米电极材料低体积能量密度、低库伦效率及容量迅速衰减等问题。 与传统自下而上合成纳米-微米材料的方法(如喷雾造粒、共沉淀自组装等)不同,该研究采用了一种自上而下的微米-纳米材料合成策略——首先合成微米级钒酸盐前驱体,再通过低温相转变过程引入类玻璃-陶瓷相中间态,同时晶粒发生细化,从而得到微米级致密纳米晶电极材料(如图1所示)。这种具有类玻璃-陶瓷相的钒酸盐电极材料不仅具有丰富的晶界/相界面,以保证锂离子的快速传输,同时具有较小的比表面积,以减少与电解液之间的表面副反应。基于上述优势,该钒酸盐正极材料表现出优异的大倍率、高容量和长循环的电化学性能。这一合成策略对其他前驱体为水合物的过渡金属氧化物电极材料同样具有普适性,也为储能材料中的微米-纳米结构设计提供新思路。 |