以電動汽車和電網(wǎng)蓄能為重大應(yīng)用需求的下一代鋰離子電池，在滿足安全、環(huán)保、成本、壽命等基本條件下，對能量密度和快速充放電能力提出了更高的要求。近日，合肥工業(yè)大學(xué)教授張衛(wèi)新課題組與香港科技大學(xué)教授楊世和等合作，成功制備出一系列具有均勻形貌的一維微納結(jié)構(gòu)電極材料，展現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)性能，實(shí)現(xiàn)了鋰離子電池性能的突破。相關(guān)研究成果近日發(fā)表在化學(xué)領(lǐng)域國際刊物《德國應(yīng)用化學(xué)》上。

該課題組將均勻一維微納結(jié)構(gòu)材料的優(yōu)勢，與鋰離子電池在高能量密度、高功率密度方面的應(yīng)用需求相結(jié)合，基于簡單的乙醇/水體系，深入研究了多元金屬離子共沉淀反應(yīng)成核動力學(xué)過程，實(shí)現(xiàn)了對材料組成、結(jié)構(gòu)與形貌的有效調(diào)控，成功地制備出一系列具有均勻形貌的富鋰、三元、高電位鎳錳等一維微納結(jié)構(gòu)錳基鋰離子電池電極材料，表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)性能。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，這種一維微納結(jié)構(gòu)富鋰材料在10小時(shí)的緩慢放電和6分鐘的快速放電測試中，其放電容量均得到大幅提升。據(jù)介紹，該方法工藝簡單，操作方便，反應(yīng)溶劑可以回收再利用，綠色環(huán)保，且易于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，具有重要的科學(xué)意義和廣闊的應(yīng)用前景。