日前,合肥工業(yè)大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院張衛(wèi)新教授課題組與香港科技大學(xué)楊世和教授等合作,成功地在乙醇/水體系中制備了鋰離子電池富鋰、三元、高電位鎳錳等錳基正極材料和過渡金屬氧化物負(fù)極材料等一系列具有均勻形貌的一維微納結(jié)構(gòu)電極材料。相關(guān)研究成果發(fā)表在國際化學(xué)領(lǐng)域的頂級刊物《德國應(yīng)用化學(xué)》上。

　　該課題組將均勻一維微納結(jié)構(gòu)材料的優(yōu)勢與鋰離子電池在高能量密度、高功率密度方面的應(yīng)用需求相結(jié)合,基于簡單的乙醇/水體系,深入研究了多元金屬離子共沉淀反應(yīng)成核動力學(xué)過程,實現(xiàn)了對材料組成、結(jié)構(gòu)與形貌的有效調(diào)控,成功制備出一系列具有均勻形貌的富鋰、三元、高電位鎳錳等一維微納結(jié)構(gòu)錳基鋰離子電池電極材料。所制備的一維微納結(jié)構(gòu)電極材料表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)性能。

　　這種組成、結(jié)構(gòu)、形貌尺寸均勻一致的電極材料在鋰離子電池充放電過程中能夠較好地保持一致的充放電狀態(tài),而且一維微納結(jié)構(gòu)電極材料有利于縮短鋰離子擴散和電子傳輸路徑、緩沖鋰離子在嵌入和脫出過程中引起的結(jié)構(gòu)應(yīng)變,從而使鋰離子電池具有優(yōu)異的電化學(xué)性能。實驗結(jié)果表明,該項目所制備的均勻一維微納結(jié)構(gòu)富鋰材料在10小時的緩慢放電和6分鐘的快速放電測試中,放電容量均得到大幅提升。

　　該方法工藝簡單,操作方便,反應(yīng)的溶劑可以回收再利用,綠色環(huán)保,易于實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。該項研究工作得到了國家自然科學(xué)基金重大研究計劃培育項目資助,具有重要的科學(xué)意義和廣闊的應(yīng)用前景。