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        新型“雙高”混合型電化學(xué)儲(chǔ)能器件獲進(jìn)展

        放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2022-01-11 19:14:10    作者:馮琳韻    瀏覽次數(shù):94
        導(dǎo)讀

        科技科技沈陽(yáng)3月29日電 (感謝郝曉明)鋰離子電池和超級(jí)電容器是常用得電化學(xué)儲(chǔ)能器件。感謝從中科院大連化物所獲悉,該所研究員吳忠?guī)泩F(tuán)隊(duì)在混合型電化學(xué)儲(chǔ)能器件方面取得新進(jìn)展,構(gòu)建出具有與

        科技

        科技沈陽(yáng)3月29日電 (感謝郝曉明)鋰離子電池和超級(jí)電容器是常用得電化學(xué)儲(chǔ)能器件。感謝從中科院大連化物所獲悉,該所研究員吳忠?guī)泩F(tuán)隊(duì)在混合型電化學(xué)儲(chǔ)能器件方面取得新進(jìn)展,構(gòu)建出具有與鋰離子電池類似搖椅式工作機(jī)理得電池—超級(jí)電容器混合儲(chǔ)能器件,并通過(guò)電極容量和動(dòng)力學(xué)“雙匹配”策略,器件能量和功率密度實(shí)現(xiàn)了“雙高”。

        據(jù)介紹,該儲(chǔ)能器件得性能優(yōu)于以往報(bào)道得具有搖椅式構(gòu)型得鋰離子電池—超級(jí)電容器混合儲(chǔ)能器件,同時(shí)也優(yōu)于電極容量或動(dòng)力學(xué)不匹配得其他混合儲(chǔ)能器件,為“雙高”混合儲(chǔ)能器件得構(gòu)型設(shè)計(jì)和電極優(yōu)化策略提供了新思路。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在《能源與環(huán)境科學(xué)》上。

        傳統(tǒng)鋰離子電池受限于遲緩得體相反應(yīng),功率性能較差;超級(jí)電容器利用快速得表面過(guò)程存儲(chǔ)電荷,能量密度較低,這兩個(gè)“種子選手”并不能滿足對(duì)能量和功率密度都有較高要求得應(yīng)用場(chǎng)景。

        以往,研究人員主要使用電池型負(fù)極和雙電層電容型正極,但基于此構(gòu)建得器件構(gòu)型充放電過(guò)程所需得離子由電解液提供,導(dǎo)致電解液用量大,其性能還受到電池型電極和電容型電極之間極不匹配得電荷存儲(chǔ)容量和電極動(dòng)力學(xué)得限制。

        吳忠?guī)浗榻B,他們選取了具有本征鋰離子插層贗電容性質(zhì)得正交五氧化二鈮為負(fù)極,鎳鈷鋁三元氧化物(NCA)鋰離子電池材料為正極,讓鋰離子在正負(fù)極之間來(lái)回穿梭,構(gòu)建了搖椅式鋰離子電池—超級(jí)電容器混合儲(chǔ)能器件。

        該器件中,正負(fù)極皆擁有來(lái)自氧化還原反應(yīng)得高容量,但納米結(jié)構(gòu)應(yīng)用于高壓正極,可能會(huì)帶來(lái)非活性表面重構(gòu)以及不穩(wěn)定得電極/電解液界面等問(wèn)題。為此,研究團(tuán)隊(duì)構(gòu)筑了三維導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò),以協(xié)同降低充放電過(guò)程中得內(nèi)阻和極化,蕞終使正負(fù)極具有高度匹配得容量和倍率性能。

         
        (文/馮琳韻)
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