天津大學(xué)團(tuán)隊(duì)研制出新型有機(jī)正極材料 突破電池技術(shù)瓶頸
近日，天津大學(xué)許運(yùn)華教授團(tuán)隊(duì)與華南理工大學(xué)黃飛教授團(tuán)隊(duì)等單位合作，成功研制出一種新型有機(jī)正極材料，解決了傳統(tǒng)有機(jī)鋰電池電量低、難以實(shí)用化等關(guān)鍵問(wèn)題。相關(guān)研究成果已于北京時(shí)間2月19日發(fā)表于國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《自然》。
當(dāng)前主流鋰電池正極材料多采用鈷、鎳等無(wú)機(jī)礦物，這類材料面臨資源、成本、安全及柔性不足等多重挑戰(zhàn)。相比之下，有機(jī)電極材料取材廣泛，分子設(shè)計(jì)靈活且自身柔韌，被視為極具潛力的綠色電池新星。然而，這類材料一直難以兼顧高容量與大負(fù)載，導(dǎo)致制成的電池往往電量不足或充電緩慢，嚴(yán)重阻礙其實(shí)用化進(jìn)程。
為解決這一難題，研究團(tuán)隊(duì)在新型n型導(dǎo)電聚合物材料聚（苯并二呋喃二酮）基礎(chǔ)上，系統(tǒng)調(diào)控了材料中電子與鋰離子的協(xié)同傳輸效率，成功研制出一種兼具優(yōu)異電子導(dǎo)電性、鋰離子快速傳輸能力和高儲(chǔ)能容量的有機(jī)正極材料。
基于此材料，團(tuán)隊(duì)制備出一款能量密度超過(guò)250瓦時(shí)/公斤的有機(jī)軟包電池。這一數(shù)值已超越目前廣泛使用的磷酸鐵鋰電池，且該電池展現(xiàn)出卓越的溫度適應(yīng)能力，能在-70℃到80℃的極端溫度下正常工作，同時(shí)具備良好的柔韌性與安全性，為未來(lái)電池設(shè)定了高性能與高安全兼顧的新標(biāo)準(zhǔn)。
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