中國粉體網(wǎng)訊  過去的20年間，鋰離子電池發(fā)展迅速，在便攜式電子設(shè)備市場中占據(jù)著主導(dǎo)地位。如今，鋰離子電池逐步用于電動汽車和能量存儲等大型設(shè)備。鋰離子電池的大規(guī)模使用和普及使其不僅需要有高功率、高比容和長壽命等性質(zhì)，還要具有高安全性、成本低廉且環(huán)境友好。

然而，目前的無機(jī)鋰離子電池并不能完全滿足這些需求，因為無機(jī)負(fù)極存在以下局限：

（1）石墨理論比容量低，其能量密度和功率密度有限；

（2）高比容材料（硅、錫及金屬氧化物等）脫嵌鋰過程中體積膨脹嚴(yán)重，造成材料的粉化和脫落，嚴(yán)重影響電極的長期循環(huán)性能；

（3）負(fù)極材料中的過渡金屬元素(如Mn,Fe,Co,Ni等)的大量使用造成原料缺乏，且污染環(huán)境、不易處理；

（4）不穩(wěn)定的SEI膜。目前大部分研究都認(rèn)為SEI膜的不穩(wěn)定是負(fù)極容量衰退的主要原因。理想的SEI膜薄而致密，然而電極內(nèi)部的很多變化都會造成SEI膜的破壞和再生長，從而導(dǎo)致活性鋰的沉積和損失；

（5）導(dǎo)電性差。金屬氧化物、硅、錫等無機(jī)材料導(dǎo)電性差，需要加入較多量的導(dǎo)電劑來提高電極的電子電導(dǎo)，從而造成電池的質(zhì)量比能量降低。

盡管科研工作者對無機(jī)材料進(jìn)行了各種改進(jìn)，但無機(jī)材料的本質(zhì)性問題仍限制著鋰離子電池的進(jìn)一步發(fā)展。有機(jī)電極的出現(xiàn)為發(fā)展高比容、高功率及長壽命綠色電池提供了新的可能，有機(jī)電極具有無機(jī)電極不可比擬的優(yōu)勢，如：

（1）有機(jī)化合物主要含C，H，O及N元素，可以通過自然產(chǎn)物和生物質(zhì)獲得，其綠色環(huán)保，價格低廉；

（2）基于有機(jī)材料的轉(zhuǎn)換反應(yīng)機(jī)制，大多數(shù)有機(jī)電極材料不僅可以儲鋰，也可儲鈉、鎂及鋅等；

（3）通過引入功能基團(tuán)，可以調(diào)控有機(jī)材料的氧化還原性能，從而實(shí)現(xiàn)正負(fù)極雙功能材料；

（4）通過改變有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)，可以改善電極的容量、溶解性、電子傳輸速率、離子導(dǎo)電性及機(jī)械性能等；

（5）有機(jī)儲鋰化合物通常有較高的理論容量，倍率性能優(yōu)異。

然而，有機(jī)電極仍然存在一些關(guān)鍵問題，若解決這些關(guān)鍵技術(shù)問題，將推動鋰離子電池的進(jìn)一步發(fā)展。2021年4月17日上午10:00，中國粉體網(wǎng)旗下平臺粉體公開課邀請到蘇州大學(xué)能源學(xué)院講師王艷博士作《新型有機(jī)儲鋰負(fù)極材料》報告，屆時王艷博士將圍繞新型有機(jī)儲鋰負(fù)極材料這一主題，講述所在團(tuán)隊研發(fā)的新型有機(jī)聚合物、絡(luò)合物、小分子酸/酸酐作為鋰離子電池負(fù)極活性材料的研究進(jìn)展。

報告人介紹

王艷，蘇州大學(xué)能源學(xué)院講師，2018年博士畢業(yè)于蘇州大學(xué)，同年留校任教，并被聘為蘇州大學(xué)優(yōu)秀青年學(xué)者。主要從事動力鋰離子電池關(guān)鍵材料與技術(shù)研究。近年來以第一作者/通訊作者在《Advanced Energy Materials》《ACS Energy Letters》《Nano Energy》《Journal of Materials Chemistry A》等SCI期刊發(fā)表論文20余篇。授權(quán)中國發(fā)明專利3項。

資料來源：新型有機(jī)質(zhì)高性能負(fù)極材料的電化學(xué)性能和儲鋰機(jī)制，王艷博士

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/平安）

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