基于一维同轴分级结构复合材料柔性电极的构筑及电化学性能研究

基本信息
批准号:51402096
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:丁瑜
学科分类:
依托单位:湖北工程学院
批准年份:2014
结题年份:2017
起止时间:2015-01-01 - 2017-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:周环波,王锋,张晓文,周毅,王媛
关键词:
柔性锂离子电池同轴分级结构机械应力复合材料电化学性能
结项摘要

It is scientifically and practically meaningful to design and prepare flexible electronic device to meet the demand of the development of flexible lithium ion batteries. In this project, we will design and fabricate 1D hierarchically coaxial nanoarchitecture with high electrons/ions conductivity, specific capacity and coulombic efficiency, as well as stable cyclability and excellent flexibility by depositing LiNi0.5Mn1.5O4 materials with a high discharge potential plateau into the nanopores and surface of the porous N-doped carbon fibers (NCF) matrix that possessing a ultra-high surface area and conductivity. The 1D hierarchically coaxial composite will be then prepared to a self-support flexible hybrid membrane trough a physical technique. The electrochemical behavior of the membrane electrode towards the 1D coaxial microstructure and deformation of the membrane will be studied in detailed to gain insight into the influence of mechanical stress on the electrochemical performance. Based on the study above, we will try to establish qualitative or quantitative relationship between mechanical stress and electrochemical performance of flexible hybrid membrane electrode in general. It is believed that the relationship established here will open doors and provide new thought to the study of flexible electrodes.

设计制备柔性化的锂离子电池来满足日趋发展的柔性电子器件对柔性储能电池的需求具有重要的科学和实践意义。本项目以高导电率、超高比表面积的多孔含氮碳纤维为基体,将价格低廉、高电位的LiNi0.5Mn1.5O4正极材料沉积在多孔含氮碳纤维表面及孔道内,再利用导电高分子进行“封装”,形成一维同轴分等级结构且具有电子/离子传输能力强、循环性能稳定、比容量和库伦效率高、柔韧性好的复合材料。采用物理方法成膜后制备成自支撑柔性复合膜柔性电极材料,研究一维同轴分级微结构特征对柔性电极材料电化学行为的影响,进一步研究柔性电极在不同形变条件下电化学性能的差异,探究复合膜材料的机械应力对其电化学性能的影响,构建该类柔性复合膜电极材料机械应力特征与电化学性能之间的定性或定量关系,为柔性电极材料的研究提供了新途径,开辟了新思路。

项目摘要

设计制备柔性化的锂/钠离子电池来满足日趋发展的柔性电子器件对柔性储能电池的需求具有重要的科学和实践意义。本项目研究了金属硫化物复合柔性膜电极材料,LiNi0.5Mn1.5O4复合柔性膜材料,金属氧化物复合柔性膜电极材料,不同带隙结构多元氧化物复合膜柔性电极材料的制备与电化学性能。探究了微观结构特征对电极材料电化学性能的影响,进一步研究了柔性电极在不同形变条件下电化学性能的差异和机械应力对复合膜材料电化学性能的影响。本项目有关微观结构特征对柔性电极材料电化学行为的影响,对构建该类柔性复合膜电极材料提供了有价值的参考,具有重要的科学意义和理论价值。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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