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我国在新型高性能钾离子电池的负极材料研究方面取得新进展

3月18日,中国科学院深圳先辈技巧钻研院材料所(筹)光子信息与能源材料钻研中间在新型高机能钾离子电池的负极材料钻研方面取得新进展:理论预言苯乙烯材料是一类异常有前景的钾离子电池负极材料,基于大年夜量的谋略模拟数据指出苯乙烯材料在用作钾离子电池负极材料时具有异常高的理论比容量和异常小的体积膨胀。相关成果以[n]Phenacenes: Promising Organic Anodes for Potassium-Ion Batteries(《苯乙烯:有前景的钾离子电池负极材料》)为题颁发在期刊Journal of Physical Chemistry C(DOI:10.1021/acs.jpcc.9b10930)上。

由于在资源和情况等方面的上风,钾离子电池被觉得是锂离子电池的最佳替代者之一,从而被广泛钻研;然而在负极材料端,由于钾具有比锂大年夜的离子半径,使得常用的石墨、硅和微纳多孔等负极材料在嵌钾时负极度膨胀过大年夜从而导致储钾容量过低的问题。

为办理上述问题,深圳先辈院博士钟国华与其相助者基于高通量谋略、第一性道理材料设计,提出了用苯乙烯材料用作钾离子电池负极材料的设法主见。钻研职员在由苯乙烯构成的多孔或层状晶体材猜中嵌入/脱出钾离子,钻研全部静态和动态历程。大年夜量数据结果指明,在苯乙烯类材猜中嵌入钾离子,理论比容量可高达700 mAh/g以上,且在嵌入/脱出钾离子的历程中,材料的体积膨胀率小于50%。别的,该材料也具有较好的导电性和较小的开路电压,使之供给较大年夜电压窗口。这些数据注解苯乙烯比石墨等材料在储钾和安然性等方面更具上风,是一类异常有前景的钾离子电池负极材料。

该钻研获得深圳市根基钻研结构项目和孔雀计划项目的资助支持。

苯乙烯材料(上)在嵌入钾时的理论比容量(左下)和开路电压(右下)与其它材料的比较

责任编辑:wv

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