鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:781次 | 2020年04月16日
可折疊鋰離子電池 定向碳納米管膜替代傳統(tǒng)金屬集流體
近日,江西理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院碳納米材料團(tuán)隊(duì)師生在國(guó)際頂級(jí)期刊AdvancedEnergyMaterials(影響因子21.875)發(fā)表論文,題為EngineeringtheSurface/interfaceofHorizontallyOrientedCarbonNanotubeMacrofilmforFoldableLithium-ionBatterywithstandingVariableWeather。我校吳子平教授和華中科技大學(xué)夏寶玉教授是該論文通訊作者,江西理工大學(xué)為論文第一完成單位,我校碩士生劉亭、張明為該工作共同第一作者。
鋰離子電池(LIBs)是目前最常見(jiàn)的儲(chǔ)能器件,隨著可穿戴電子設(shè)備的興起,電池的柔性化是實(shí)現(xiàn)設(shè)備可穿戴的基礎(chǔ),而柔性集流體是LIBs實(shí)現(xiàn)柔性的關(guān)鍵。當(dāng)前LIBs集流體主要為銅箔和鋁箔,限制了電池的可變形性;此外,電池會(huì)隨著天氣的變化出現(xiàn)電化學(xué)性能波動(dòng),如在寒冷的天氣電池甚至停止工作,這是可穿戴電子器件在外表穿戴必須面臨的一個(gè)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題,但卻很少被關(guān)注。
該工作以紙為基質(zhì),通過(guò)表界面改性實(shí)現(xiàn)了定向碳納米管膜(HUCNMs)規(guī)?;苽?。所得HUCNMs面積達(dá)~1800mm1000mm,將其用作LIBs正負(fù)極集流體,LIBs展現(xiàn)出卓越的柔性、電化學(xué)穩(wěn)定性和倍率性能;單層全電池容量高于700mAh,比容量160mAh/g,在模擬不同溫度(-40~70℃)及低壓條件下,電池仍保持穩(wěn)定的電化學(xué)性能,顯示出優(yōu)異的耐候性。此外,課題組近期還研發(fā)了基于碳納米管的柔性線纜型電池,發(fā)表在Small(影響因子9.598,DOI:10.1002/smll.201800414),所得電池體積能量密度達(dá)215mWh/cm3,為現(xiàn)有文獻(xiàn)報(bào)道最高值7倍以上,這些展示了碳納米管在柔性能源存儲(chǔ)領(lǐng)域極大的應(yīng)用潛力。