[00314321]锂基二次电池高比容量电极材料及其界面稳定机制的研究
交易价格：
面议
类型：
非专利
技术成熟度：
已有样品
交易方式：
完全转让
联系人：
宁夏技术市场
所在地：宁夏回族自治区银川市
- 服务承诺
- 产权明晰
-
资料保密
对所交付的所有资料进行保密
- 如实描述
技术详细介绍
该项目属于无机非金属基复合材料学科。中国“十三五”新能源汽车重点专项要求新一代的二次电池能量密度达到400，甚至500Wh/kg。硫是能量密度最高的固态正极材料，硅和锂是能量密度最高的两种固体负极材料，三者已成为下一代储能材料研究的重点。由于硫导电性差和产物溶解、硅易粉化、锂枝晶严重且活性高，这些关键问题导致三者均存在循环稳定性差和安全隐患大。在“十二五”973专项和863计划的资助下，项目团队十二年来致力于高比容量纳米复合电极材料及界面反应的研究，在硫/导电聚合物复合正极材料、硅碳纳米负极材料、多功能粘接剂和高安全性电解质等方面开展了原创性的前沿探索。正极材料：率先将“纳米限域”和“分子互嵌”概念引入硫正极材料，报道了硫@多孔碳和硫@导电聚合物两类纳米复合材料；创制的“分子互嵌”硫@导电聚合物及其多级结构硫基复合材料，电子导电率提高了10的28次方，可逆比容量稳定在1500 mAh/g(按硫计算)，并彻底解决了多硫离子溶解和穿梭等关键科学问题，受到国际同行高度评价。长期从事锂硫电池研究的美国陆军研究实验室张升水博士在Energies(2014, 7, 4588)评价称：“在众多有潜力的候选者中，因为其卓越的电化学性能和低廉的制备过程，硫/导电聚合物受到广泛跟踪研究”。界面稳定材料(多功能电解质和粘接剂)：揭示了硫/导电聚合物复合材料中表面残余硫与电解质进行界面反应机制；为稳定硫基复合材料界面，并提高锂硫二次电池的安全性，率先开展安全性锂硫电池的研制，通过阻燃和界面成膜协同效应，消除了有机溶剂燃烧隐患，获得硫正极材料兼备高安全和长寿命；开发了新型离子液体和嵌段聚合物电解质，并结合热裂解的聚丙烯腈阻燃功效，研制了安全性固态锂硫二次电池；采取化学改性，打破beta-环糊精分子内刚性结构，将它在水中的溶解度提高了100倍以上，并利用其分子包埋效应，在硫基材料界面构筑了包覆膜，显著地提升了硫材料的电化学性能。负极材料：开发了金属锂合金负极，有效地抑制了金属锂枝晶，并结合嵌段聚合物电解质大幅度提高了库伦效率；构筑了多种纳米结构硅碳复合负极材料，合成了三维介孔多级结构硅材料，进一步包覆碳后有效地缓解了硅负极体积膨胀，可逆比容量稳定在1900mAh/g左右，并可在15C下充放电。20篇核心论文被SCI他引1457次，其中8篇代表性论文SCI他引933次，单篇最高SCI他引188次，两篇入选ESI高被引论文，五篇发表于材料和能源领域国际顶级期刊Adv Mater(1篇)，Energ EnvironSci(1篇)，Adv Funct Mater(2篇)，Adv Energ Mater(1篇)。被Nat Mater，Chem Rev等杂志多次正面引用和高度评价。获授权中国发明专利20件；申请国际PCT专利3件，其中2件已进入指定国家申请。项目团队利用空间电源技术国家重点实验室研制了军工领域用锂硫二次电池，为某种飞行器提供夜间工作动力。上述高比容量电极材料以及电池新体系还在电动汽车、智能电网等民用领域具有广阔的应用前景。
微信公众号
