技术详细介绍
高性能锂离子电池负极材料的设计合成和性能研究
能源和环境问题是目前人类亟需解决的两大问题。在化石能源日渐枯竭，环境污染日益严重，全球气候变暖的今天，寻求替代传统化石能源的可再生绿色能源，谋求人与环境的和谐显得尤为迫切。锂离子电池作为二次可充电的化学电源具有优异的性能，如：高能量、低消耗、无记忆效应以及自放电小、内阻小、性价比高、污染少等优点，锂离子电池负极材料储锂性能的研究是提高锂离子电池性能的重要途径。开发简单、经济、快速生产高质量多孔碳材料的新方法，并不断推进多孔碳材料在电化学领域的应用仍有大量的工作需要我们去做，这个过程充满了机遇和挑战。
本成果以锂离子电池电化学性能为功能导向，从结构设计和可控制备入手，通过制备孔径可控的三维多孔碳基体，在其表面负载具有纳米多孔结构的过渡金属氧化物活性层，构筑具有高柔韧性、高导电性及良好的电接触等特性的三维多孔碳基体/活性层纳米复合结构，为开发性能稳定、比容量高、循环性能好的新型锂离子电池负极材料提供新思路和理论依据。该成果一方面利用三维多孔碳基体比表面积大、活性点多和导电性能好的优势，有利于增大锂离子的扩散速率，显著提高了电极材料的稳定性，另一方面合成的碳基金属氧化物复合纳米材料，可以有效改善电极材料与电解质溶液的浸润性，可以增强被检测分子和电解质离子的有效传输，在循环稳定、倍率性能等方面表现出优异电化学性能。本项目的科研成果可望运用在电池厂实际生产，转化为生产力带来非常显著的经济效益。