研究团队于2016年研发出一种新型高效低成本锂离子电池,该电池采用一体化设计的高容量负极替代了传统锂离子电池的石墨负极和铜箔集流体,显著降低了传统锂离子电池的自重和体积,改善了负极活性材料内部、活性材料与集流体之间的离子/电荷传输效率,并大幅降低了电池的制造成本。然而,一体化高容量负极在与高面密度正极材料匹配时的结构及循环稳定性有待进一步提升,以满足实际应用要求。
为解决上述问题,研究团队提出活性材料/非活性材料共沉积的改性策略,通过分散合金化反应位点,显著缓解了一体化高容量负极体积膨胀引起的应力集中问题,从而显著提升了结构稳定性。通过活性材料和非活性材料共沉积制备的改性负极材料与接近商业化应用的高面密度(磷酸铁锂正极材料组装的全电池循环几百次后,容量保持率达到88%。该工作已在线发表于材料领域顶级期刊《先进材料》(Adv. Mater. 2019)上,并受到了美国科学促进会等学术媒体的广泛报道。
美国科学促进会对本研究成果的相关报道
新闻报道链接如下:
https://www.eurekalert.org/pub_releases/2019-04/caos-sic041019.php