中科院大連化物所柔性電極研究取得新進展

  近日，中國科學院大連化學物理研究所儲能技術(shù)研究部研究員張華民、李先鋒，副研究員張洪章團隊在高負載量柔性自支撐電極研究方面取得新進展，相關工作發(fā)表在《納米能源》（Nano energy, 2017, 39, 418-428）上?！　　　〖{米級活性物質(zhì)顆粒因其比表面高、離子/電子傳輸路徑短，在電化學儲能領域受到了廣泛的關注。但隨著電極負載量的增加，納米顆粒易從電極中脫落，限制了其在柔性儲能器件中的應用。該團隊于2016年首次報道了“相轉(zhuǎn)化”的方法制備具有優(yōu)異粘結(jié)強度和電子/離子傳質(zhì)能力的“三連續(xù)”柔性電極 (Adv. Funct. Mater, 2016, 26, 8427-8434)，很好地解決了上述問題，并成功應用于柔性鋰硫電池和鋰離子電池，為基于納米顆粒的高負載量電極的制備提供了新思路。　　　　該團隊在上述研究成果基礎上，進一步發(fā)展了柔性自支撐電極規(guī)模化制備技術(shù)。該技術(shù)克服了抽濾法和模板法等傳統(tǒng)方法只能采用一維和二維活性物質(zhì)制備電極的缺陷，首次將零維納米顆粒應用于柔性電極的制備，并制備出高負載量、外形可控、適合規(guī)?；a(chǎn)的高性能自支撐柔性電極。所制備的柔性鋰硫電池正極的活性物質(zhì)擔量達到24mg/cm2，電極首圈循環(huán)面容量達到27.1mAh/cm2，100圈循環(huán)的容量保持率為64.1%。所制備的柔性磷酸釩鋰電池正極活性物質(zhì)擔量達到17mg/cm2，在1C的倍率下穩(wěn)定循環(huán)100圈，放電比容量穩(wěn)定在120mAh/g，在5C倍率下，容量依然可以維持在94mAh/g?！　　　≡擁椦芯客貙捔烁哓撦d量柔性電極材料的選擇范圍，為高性能柔性電化學儲能器件的后續(xù)發(fā)展創(chuàng)造了條件。上述研究工作得到國家自然科學基金委、教育部能源材料化學協(xié)同創(chuàng)新中心（iChEM）、中科院青年創(chuàng)新促進會的資助?！　　　【庉孅c評　　　　由于柔性電極中的一些關鍵金屬元素例如銦儲量有限，同時金屬氧化物薄膜需要真空鍍膜設備和技術(shù)，這些因素導致該電極成本攀升；更關鍵的是由于金屬氧化物的本征脆性等特征，導致其無法應用于現(xiàn)在日益興起的柔性器件中，例如柔性薄膜太陽能電池、柔性觸摸屏顯示器、以及電子皮膚等領域。