中國粉體網(wǎng)訊  過渡金屬氧化物因具備較高的理論容量，倍率性能良好，自然界儲量豐富等優(yōu)點，可以應(yīng)用于鋰電負(fù)極材料領(lǐng)域。然而，過渡金屬氧化物用作負(fù)極材料時存在一定問題：首先是導(dǎo)電性差，大多數(shù)金屬氧化物的導(dǎo)電性較差，這嚴(yán)重的限制了離子和電子的傳導(dǎo)。其次體積效應(yīng)顯著，隨著電池不斷地進行充放電循環(huán)，過渡金屬氧化物負(fù)極材料與鋰不斷發(fā)生氧化還原反應(yīng)造成體積發(fā)生變化，從而導(dǎo)致電極材料的粉化，發(fā)生脫落致使容量快速衰減。為了克服過渡金屬氧化物用作負(fù)極材料的缺點，科研工作者嘗試了多種改性方法來提高過渡金屬氧化物作為負(fù)極材料時的儲鋰能力。其中，材料復(fù)合是手段之一。

單組分的金屬氧化物獨自作為鋰離子電池電極具有局限性，導(dǎo)致鋰離子電池容量保留率達不到理想效果。在這種情況下，可以利用石墨烯、碳納米管、聚吡咯和中孔碳合成具有高導(dǎo)電性的復(fù)合材料，它們可以作為充放電過程中的體積膨脹緩沖區(qū)，以釋放金屬氧化物的內(nèi)應(yīng)力，而且可以作為導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，增加導(dǎo)電性。此外，為了克服過渡金屬氧化物的缺點，并提高其電化學(xué)性能，將具有兩個或多個組分的納米結(jié)構(gòu)金屬氧化物進行化合，通過彼此加強或互補，它們表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)性能。這是單個組分材料所不具備的協(xié)同性質(zhì)，目前通過化合不同的過渡金屬氧化物得到新穎的納米異質(zhì)結(jié)構(gòu)的復(fù)合電極材料已經(jīng)成功被設(shè)計和制備，這類材料作為鋰離子電池負(fù)極被證明有著優(yōu)異于單組份材料的電化學(xué)性能。

隨著整個市場對高能量密度和長循環(huán)穩(wěn)定性的負(fù)極材料需求的提升，包括金屬氧化物在內(nèi)的多種新型負(fù)極材料的研發(fā)正如火如荼地進行，并展現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景。

針對各類負(fù)極材料的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)與國內(nèi)外市場狀況，中國粉體網(wǎng)將于9月份舉辦2022先進負(fù)極材料技術(shù)與產(chǎn)業(yè)高峰論壇，屆時，沈陽工業(yè)大學(xué)史發(fā)年教授將會作題為《多金屬協(xié)同效應(yīng)提高鋰離子電池負(fù)極材料的電化學(xué)性能》的報告。報告主要內(nèi)容如下：

目前商品化的負(fù)極材料比容量非常低，而在研的高比容量負(fù)極材料存在充放電循環(huán)穩(wěn)定性差的問題。根據(jù)多金屬協(xié)同效應(yīng)的設(shè)計思想，采取兩種或兩種以上金屬離子化合在一起，采用金屬配合物作為前驅(qū)體熱分解技術(shù)，設(shè)計生成化合物或者復(fù)合物。根據(jù)需要對化合物或復(fù)合物做進一步改性處理。這些物質(zhì)作為負(fù)極材料，表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)性能，可逆比容量可達1000mAh/g，同時電化學(xué)穩(wěn)定性得到提高，顯示出潛在的應(yīng)用價值。

專家簡介：

史發(fā)年，沈陽工業(yè)大學(xué)教授，博士生導(dǎo)師，中國能源學(xué)會能源與環(huán)境專業(yè)委員會委員。1991-1996年于中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所稀土資源利用國家重點實驗室攻讀碩士學(xué)位并直博；1997-2001年先后在南京大學(xué)配位化學(xué)國家重點實驗室從事博士后研究、南京師范大學(xué)從事教學(xué)工作；2001-2014年在葡萄牙阿威羅大學(xué)化學(xué)系作博士后和研究員。在金屬配合物材料設(shè)計與結(jié)構(gòu)優(yōu)化、復(fù)合材料、稀土功能材料、鋰離子電池材料、光催化劑、吸波材料等領(lǐng)域取得系列研究成果，共發(fā)表SCI學(xué)術(shù)論文150余篇。負(fù)責(zé)過國家自然科學(xué)基金面上項目、遼寧省教育廳重點項目等。2019年9月，作為大會主席在沈陽工業(yè)大學(xué)成功舉辦新材料國際會議（NMS-XVIUPAC）。

參考來源：

1、鄧慶威.鋰離子電池過渡金屬氧化物/石墨烯復(fù)合負(fù)極的制備及其性能研究

2、董亮.二元過渡金屬氧化物/碳復(fù)合材料的合成及作為鋰離子電池負(fù)極材料電化學(xué)性能研究

3、張強.鋰離子電池負(fù)極材料釩酸鈷的制備及其電化學(xué)性能研究

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/文正）

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