南开科研团队合成超高容量锂离子电池有机正极材料
时间:2019-05-16 17:26来源:南开新闻网 作者:马超
点击:
次
锂离子电池目前广泛应用于各类便携式电子设备，并有望在电动汽车和智能电网等领域大规模应用。但现有的锂离子电池正极材料包含金属钴等元素，需要选矿、冶炼、回收等技术，存在资源匮乏、环境污染等难题。近期，中国科学院院士、南开大学化学学院教授陈军团队设计合成了一种具有超高容量的锂离子电池有机正极材料——环己六酮，该材料包含地球丰富的碳、氢、氧元素，且此类有机正极材料展现了锂离子电池目前所报道的最高容量值，刷新了锂离子电池有机正极材料容量的世界纪录。相关成果发表于《德国应用化学》。第一作者为南开大学博士生卢勇，通讯作者为陈军，南开大学为作者唯一单位。
高容量、可再生、绿色环保、低成本的锂电池正极材料已成为当前的研究热点。含有碳、氢、氧等元素的有机电极材料因其结构可设计性、对环境友好和廉价丰富等优点被认为是非常具有可持续发展前景的下一代锂离子电池正极材料。然而，该类材料仍面临着实际容量不高、易溶于有机电解液等问题，导致其能量密度较低、容量衰减比较严重。因此，如何克服这两大难题，设计合成具有超高容量的有机正极材料、解决其在电解液中的溶解问题具有非常重要的意义。
“通过分子设计可知，在众多有机羰基正极材料中，只由羰基构成的环酮材料由于不存在任何非电化学活性的结构单元，因而体现目前的最高理论比容量。”陈军介绍，团队在实验过程中，首先通过脱水反应合成了环己六酮，通过红外和拉曼等表征手段研究了环己六酮的反应机理，结果表明在充放电过程中发生了羰基和烯醇基团的相互转化。
团队进一步优化新型电解液并研究了环己六酮在锂离子电池中的电化学性能，结果表明环己六酮的放电比容量可达902 mA h g-1，为目前已知的有机电极材料容量最高值。此外，由于环己六酮在高极性的离子液体中的溶解度较低，使得其在离子液体基的电解液中具有较好的循环性能，组装的电池体现高容量和长循环寿命等特征。美国工程院院士、康乃尔大学Archer教授认为，这一开创性成果把该领域工作高度推向了顶峰。
这项工作为高容量有机电极材料的设计、制备以及电池应用提供了一种新的思路。以环己六酮为正极的锂离子电池能够实现电池容量更高、寿命更长等优势，为将来电动汽车、储能电网等领域的应用提供支撑。
(责任编辑：子蕊)
免责声明：本文仅代表作者个人观点，与中国电池联盟无关。其原创性以及文中陈述文字和内容未经本网证实，对本文以及其中全部或者部分内容、文字的真实性、完整性、及时性本站不作任何保证或承诺，请读者仅作参考，并请自行核实相关内容。
凡本网注明 “来源：XXX（非中国电池联盟）”的作品，均转载自其它媒体，转载目的在于传递更多信息，并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。
如因作品内容、版权和其它问题需要同本网联系的，请在一周内进行，以便我们及时处理。
QQ：503204601
邮箱：cbcu@cbcu.com.cn
凡本网注明 “来源：XXX（非中国电池联盟）”的作品，均转载自其它媒体，转载目的在于传递更多信息，并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。
如因作品内容、版权和其它问题需要同本网联系的，请在一周内进行，以便我们及时处理。
QQ：503204601
邮箱：cbcu@cbcu.com.cn
猜你喜欢
-
何向明团队：锂离子电池参比电极研究进展
2021-05-28 11:55 -
昆士兰大学开发新型石墨烯-铝电池 比当前锂离子电池的寿命长3倍
2021-04-29 08:47 -
四川大学在下一代高性能锂离子电池研究方面取得新进展
2021-04-14 09:13 -
IITH研究人员开发出5V双碳电池 可替代传统锂离子电池
2021-04-08 09:01 -
MIT发现新电解质 电池能量密度或达到420瓦时/公斤
2021-04-01 11:21 -
赢创化学公司推出硅碳复合负极材料 可改进锂离子电池
2021-03-31 09:07 -
韩国开发全新锂离子电池涂层 提升电动汽车续航里程
2021-03-25 08:41 -
NUST MISIS发明出新材料 可使锂离子电池的容量增加三倍
2021-03-12 08:45 -
研究发现新型共聚物粘合剂 可延长锂离子电池的使用寿命
2021-03-10 08:41 -
TruSpin推出硅纳米纤维 提高锂离子电池功率
2021-02-22 21:34
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
专题
相关新闻
-
何向明团队：锂离子电池参比电极研究进展
2021-05-28 11:55 -
昆士兰大学开发新型石墨烯-铝电池 比当前锂离子电池的寿命长3倍
2021-04-29 08:47 -
四川大学在下一代高性能锂离子电池研究方面取得新进展
2021-04-14 09:13 -
IITH研究人员开发出5V双碳电池 可替代传统锂离子电池
2021-04-08 09:01 -
MIT发现新电解质 电池能量密度或达到420瓦时/公斤
2021-04-01 11:21 -
赢创化学公司推出硅碳复合负极材料 可改进锂离子电池
2021-03-31 09:07 -
韩国开发全新锂离子电池涂层 提升电动汽车续航里程
2021-03-25 08:41 -
NUST MISIS发明出新材料 可使锂离子电池的容量增加三倍
2021-03-12 08:45
本月热点
-
2020年锂电池行业研究报告
2021-05-11 11:24 -
突发｜深圳一锂电企业停止经营、解散员工！
2021-05-11 10:02 -
4月我国动力电池装车量同比上升134.0%
2021-05-13 08:26 -
如何看待Pack内铁锂和三元混用
2021-06-01 09:25 -
可充电中性锌空气电池：进展，挑战和未来
2021-05-19 10:59 -
揭开赣锋锂业的家底
2021-06-03 09:46 -
“电池荒”来袭，生产纯电动汽车的车企要被卡脖子了？
2021-06-01 21:22 -
关于征集《锂离子电池用连续式真空干燥系统技术规范》等两项行业标准的函）征求意见程序
2021-05-31 22:53
企业微信号
微信公众号