深圳先進院在鋰離子電池轉(zhuǎn)換型電極材料領(lǐng)域取得進展
近日，中國科學(xué)院深圳先進技術(shù)研究院醫(yī)工所納米調(diào)控與生物力學(xué)研究中心在鋰離子電池轉(zhuǎn)換型電極材料領(lǐng)域取得進展。相關(guān)成果以"Epitaxial array of Fe3O4 nanodots for high rate high capacity conversion type lithium ion batteries electrode with long cycling life"（外延Fe3O4納米陣列電極用于長循環(huán)高倍率高容量鋰離子電池）為題發(fā)表在能源領(lǐng)域重要期刊Nano Energy（《納米能源》，影響因子15.46）上。深圳先進院納米調(diào)控中心鐘高闊副研究員為論文第一作者，深圳先進院納米調(diào)控中心客座博士生任傳來、屈可博士為論文共同第一作者，北京大學(xué)高鵬教授等為通訊作者。
鋰離子電池的轉(zhuǎn)換型電極在充放電過程中通常存在體積變化大、與集流體接觸不良、循環(huán)過程中積累內(nèi)部鈍化等問題，容易發(fā)生容量的快速衰減，同時也較難實現(xiàn)高倍率的充放電，嚴重限制了轉(zhuǎn)換型電極的實際應(yīng)用。釋放電化學(xué)反應(yīng)過程中電極的內(nèi)應(yīng)力、緩解內(nèi)部鈍化成為了轉(zhuǎn)換型電極成功應(yīng)用的關(guān)鍵。基于此，深圳先進院功能氧化物材料與器件研究團隊采用脈沖激光沉積法(PLD)在Cu集流體上直接生長Fe3O4納米陣列，用于鋰離子電池負極材料，有效地解決了傳統(tǒng)轉(zhuǎn)換型電極材料電化學(xué)反應(yīng)過程中結(jié)構(gòu)破壞、接觸失效和內(nèi)部鈍化等問題。Fe3O4納米陣列電極在電化學(xué)循環(huán)過程中保持了穩(wěn)健的結(jié)構(gòu)和完整的界面，提升了鋰離子電池的循環(huán)壽命，同時可實現(xiàn)60C的高倍率性能，為轉(zhuǎn)換型電極的優(yōu)化提供依據(jù)。
上述工作得到國家自然科學(xué)基金項目、國家重點研發(fā)項目、深圳市科創(chuàng)委以及廣東省重點地區(qū)研究開發(fā)計劃的資助。
Fe3O4納米陣列及其電化學(xué)性能圖
