中科院大連化物所柔性電極研究取得新進(jìn)展

  近日，中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所儲(chǔ)能技術(shù)研究部研究員張華民、李先鋒，副研究員張洪章團(tuán)隊(duì)在高負(fù)載量柔性自支撐電極研究方面取得新進(jìn)展，相關(guān)工作發(fā)表在《納米能源》（Nano energy, 2017, 39, 418-428）上?！　　　〖{米級(jí)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(xué)儲(chǔ)能領(lǐng)域受到了廣泛的關(guān)注。但隨著電極負(fù)載量的增加，納米顆粒易從電極中脫落，限制了其在柔性儲(chǔ)能器件中的應(yīng)用。該團(tuán)隊(duì)于2016年首次報(bào)道了“相轉(zhuǎn)化”的方法制備具有優(yōu)異粘結(jié)強(qiáng)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(yīng)用于柔性鋰硫電池和鋰離子電池，為基于納米顆粒的高負(fù)載量電極的制備提供了新思路?！　　　≡搱F(tuán)隊(duì)在上述研究成果基礎(chǔ)上，進(jìn)一步發(fā)展了柔性自支撐電極規(guī)?；苽浼夹g(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(yīng)用于柔性電極的制備，并制備出高負(fù)載量、外形可控、適合規(guī)模化生產(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(dān)量達(dá)到24mg/cm2，電極首圈循環(huán)面容量達(dá)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(dān)量達(dá)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?xiàng)研究拓寬了高負(fù)載量柔性電極材料的選擇范圍，為高性能柔性電化學(xué)儲(chǔ)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(guó)家自然科學(xué)基金委、教育部能源材料化學(xué)協(xié)同創(chuàng)新中心（iChEM）、中科院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)的資助。　　　　編輯點(diǎn)評(píng)　　　　由于柔性電極中的一些關(guān)鍵金屬元素例如銦儲(chǔ)量有限，同時(shí)金屬氧化物薄膜需要真空鍍膜設(shè)備和技術(shù)，這些因素導(dǎo)致該電極成本攀升；更關(guān)鍵的是由于金屬氧化物的本征脆性等特征，導(dǎo)致其無法應(yīng)用于現(xiàn)在日益興起的柔性器件中，例如柔性薄膜太陽(yáng)能電池、柔性觸摸屏顯示器、以及電子皮膚等領(lǐng)域。