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現(xiàn)階段充電機(jī)充電鋰離子蓄電池正極材料結(jié)構(gòu)與性能研究進(jìn)展如何?

2017-9-5 9:16:51??????點(diǎn)擊:

【成果簡介】

北京大學(xué)深圳研討生院新資料學(xué)院潘鋒教授課題組最近在LiMn1-xFexPO4資料的結(jié)構(gòu)與功能研討獲得重要發(fā)展。他們成功合成了兩種高鐵鋰反位量的α-LiMn1-xFexPO4納米資料(50納米的顆粒),附近的反位程度卻體現(xiàn)出了極大的電化學(xué)功能差異。

該研討成果宣布在世界資料與能源的尖端期刊Nano Letters (Nano Lett., 2017, 17 (8), 4934–4940, 影響因子為12.7,Nature Index雜志之一)上,該作業(yè)由潘鋒教授和布魯克海文國家實(shí)驗(yàn)室的章煒博士輔導(dǎo),由2015級博士生胡江濤作為榜首作者及團(tuán)隊(duì)的協(xié)作下完結(jié)。

【圖文導(dǎo)讀】

第二相β-LiMn1-xFexPO4以2納米量子點(diǎn)嵌入到α-LiMn1-xFexPO4 50納米顆粒

 LiFe0.5Mn0.5PO4電極不同高倍率功能的起點(diǎn)

圖 LiFe0.5Mn0.5PO4電極不同高倍率功能的起點(diǎn)

三維鋰離子通道曉暢傳輸及被套嵌的量子點(diǎn)阻塞的資料體現(xiàn)不同的充放電功率

【研討內(nèi)容】

充電機(jī)充電鋰離子蓄電池作為高效的能量存儲系統(tǒng)在交通運(yùn)輸范疇具有廣泛的應(yīng)用,包含混合式動(dòng)力電動(dòng)車(HEV),插電式混合動(dòng)力轎車(PHEV)和電動(dòng)轎車(EV),可是現(xiàn)有商用的充電機(jī)充電鋰離子蓄電池正極資料不能夠滿足人們關(guān)于能量密度、倍率功能以及穩(wěn)定性的需求。LiNixCoyMnzO2的安全性、流程繁瑣性等問題阻礙了大規(guī)模的運(yùn)用;尖晶石錳LiMn2O4面對嚴(yán)峻的容量衰減問題;安全功能好且廉價(jià)的LiFePO4擺脫不了低作業(yè)電壓、低能量密度的限制,為了進(jìn)步作業(yè)電壓和能量密度,現(xiàn)在學(xué)術(shù)界和工業(yè)界關(guān)于LiMn1-xFexPO4資料的研討越來越注重。

經(jīng)過和布魯克海文國家實(shí)驗(yàn)室、德國于利希國家實(shí)驗(yàn)室、美國阿貢國家實(shí)驗(yàn)室等協(xié)作,課題組對兩種資料的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了深入分析,用高精度球差電子顯微鏡首次發(fā)現(xiàn)磷酸鐵錳鋰的第二相β-LiMn1-xFexPO4以量子點(diǎn)(2納米左右)嵌在α-LiMn1-xFexPO4 50納米顆粒中。研討發(fā)現(xiàn)功能好的資料其鐵鋰反位量高,產(chǎn)生了許多的缺點(diǎn)方位,由于這些缺點(diǎn)點(diǎn)打通了相鄰的其他方向的傳輸,使得鋰離子的傳輸從一維鋰離子通道傳輸擴(kuò)展成為三維通道傳輸,然后進(jìn)步了該充電機(jī)充電鋰電池資料的充放電功能。如果α-LiMn1-xFexPO4資料存在第二相β-LiMn1-xFexPO4以量子點(diǎn)嵌入形成套嵌結(jié)構(gòu)的納米資料后,嵌入量子點(diǎn)將阻塞部分鋰離子的三維通道傳輸,然后降低了鋰離子在整個(gè)晶體的傳輸功率,影響了該充電機(jī)充電鋰電池資料的充放功能。

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