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湖北工程学院锂电池电极材料研究获突破性进展

中国电池网2020-05-22 12:47:28
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“锂离子电池由正极材料、负极材料、电池隔膜、外包装材料组成,我们的研究是针对其中的负极材料。”




5月8日,记者从湖北工程学院获悉,该校动力与储能电源创新团队在天然石墨基电极材料研究方面取得了突破性进展,他们改进了锂离子电池负极材料的制备工艺,大大降低了制备成本,这一成果在国际著名电化学专业杂志《Electrochim Acta》发表。


天然石墨是商品化锂离子电池的主要电极材料,这种电池主要用于手机、笔记本电脑、摄像机等电子设备。记者了解到,电池在充放电的过程中,由于石墨层间会产生剥离导致循环性能差、不可逆容量高,工业生产中常采用改性、高温石墨化(2800℃左右)等工艺来提高电极材料的性能,制备成本也一直居高不下。


“锂离子电池由正极材料、负极材料、电池隔膜、外包装材料组成,我们的研究是针对其中的负极材料。”研究论文第一作者、该校化学与材料科学学院丁瑜博士告诉记者,他们采用一种原位氧化—自还原方法,将材料的制备温度由之前的2800℃降至700℃,这意味着每小时的电耗由100千瓦/时降至4千瓦/时。“这还是针对实验性的反应炉,如果是工业用的,能耗将降低得更多。”


除了能耗显著降低外,他们还简化了负极材料的制备流程,通过纳米粒子和天然石墨的协同效应来提升电极材料的可逆容量和循环性能。该制备工艺简单,成本低,产品压实密度高,制备成本是当前工业化制备天然石墨基负极材料成本的十分之一,团队已经开始与相关企业合作放大试验,并已申请国家发明专利。


据悉,湖北工程学院近年来产学研合作成果显著,“无砟轨道新型钢筋绝缘夹原材料及产品开发”被鉴定为国际先进水平,是湖北省属高校最有影响的科研成果之一,创造经济效益2亿元;“锂离子电池—镍氢电池关键技术研究”项目每年为企业新增产值近2亿元;以优质稻“太子米”为代表的农作物种植技术和推广开发研究,每年创造经济效益数千万元。

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