鉅大鋰電 | 點擊量:0次 | 2019年06月09日
廈門大學段小川團隊首次探索電紡離子液體前驅體合成高性能鋰離子電池正極材料
隨著對電動汽車和便攜式電子產品中高能鋰離子電池的需求日益增長,急需開發一種高性能的正極材料。磷酸聚陰離子正極材料由于具有較強的P-O鍵和三維固體結構,在高功率條件下可滿足安全特性。其中,磷酸釩鋰鋰鹽Li3V2(PO4)3(LVP)以平均~4.0V的充放電電壓和197mAhg-1的高理論容量備受關注。
但是,其固有的低電導率嚴重限制了其在LIBs中的實際應用。一些研究者通過控制納米結構尺寸和形貌、摻雜金屬離子和高導電材料涂層以提高其導電性能。此外,結合電極結構設計考慮,LVP與集電體的合成,如各種類型的基于LVP的自支撐電極,通過減少非活性成分(粘結劑和金屬集電極),可以顯著簡化電池的封裝,從而進一步提高電池的能量密度。
近日,廈門大學段小川團隊首次探索了離子液體前驅體(ILP)在靜電紡絲過程中合成LVP的方法。由于1-正丁基-3-甲基咪唑二氫磷酸([Bmim]H2PO4)具有良好的溶解度,可得到一種穩定可紡的PAN基靜電紡絲前驅體溶液,并通過靜電紡絲成功地制備了LVP自支撐電極材料。更重要的是,離子液體(IL)在整個電紡的過程包括隨后的熱處理扮演多個角色:IL可以誘導形成LVP納米立方體,也作為形成LVP納米立方體的碳源。LVP-NC/NCNF自支撐電極作為鋰離子電池的正極,具有比容量大、循環性能穩定、速度快等優異的電化學性能。
LVPNC/NCNF自支撐電極在5C時循環1000次放電容量高達143.6mAh/g。這種易操作離子液體輔助靜電紡絲方法有望使磷酸鹽基電極得到進一步的發展,為高性能鋰離子電池正極材料的設計提供新的思路。相關研究成果以“ElectrospunLi3V2(PO4)3nanocubes/carbonnanofibersasfreestandingcathodesforhigh-performancelithium-ionbatteries”為題目發表于期刊JournalofMaterialsChemistryA上。










