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我所锂离子微型电池研究取得新进展
  www.dicp.cas.cn    发布时间:2018-07-17    供稿部门:DNL21T3
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  近日,我所二维材料与能源器件研究组(DNL21T3)吴忠帅研究员团队与包信和院士团队合作,开发出一种具有多方向传质、优异柔性和高温稳定性的平面集成化全固态锂离子微型电池。相关研究成果发表在《纳米能源》(Nano Energy)上。

  随着柔性可穿戴化、微型化、集成化电子器件的快速发展,迫切需要开发高性能、轻量化、穿戴式及结构功能一体化柔性电源及其技术。锂离子电池是目前社会上应用最广泛、最为流行的一种电源,但存在着体积大、形状固定、柔性差、电解液泄漏和可燃等安全问题,因此难以满足柔性化、小型化电子器件的需求。

  最近,该研究团队率先开发出一种全固态平面集成化的锂离子微型电池。该锂离子微型电池以纳米钛酸锂纳米球为负极,磷酸铁锂微米球为正极,高导电石墨烯为非金属集流体,离子凝胶为电解液,具有平面十指交叉构型且无需使用传统隔膜和金属集流体。获得的锂离子微型电池具有多方向传质的优势,表现出高体积能量密度125.5mWh/cm3,优异的倍率性能;超长的循环稳定性,3300次循环后容量基本没有衰减;以及良好的机械柔性,在反复弯曲或扭曲下其电极结构无损坏以及电化学性能无明显变化。同时,该微型储能器件能在100°C的高温环境下稳定工作且具有长循环稳定性(1000次循环)。此外,该锂离子电池无需金属连接体便能实现模块化自集成,实现输出电压和容量的有效调控。因此,该锂离子微型电池在柔性化、微型化电子器件的应用中具有很大潜力。

  上述工作得到国家自然科学基金、国家重点研发计划、国家青年千人计划等项目的资助。(文/图 郑双好)

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