登录

/

注册

首页 > 科技媒体 > 媒体详情
北大郭少军课题组提出“蚁穴”结构固态电解质抑制锂枝晶新方法
李明 2017-06-23
导语

郭少军课题组通过借鉴自然界中蚁穴结构能够快速交换空气的特点,设计出了一种有特殊官能团修饰的SiO2为骨架的离子凝胶电解质。

近日,能源和环境科学领域国际顶级刊物Energy & Environmental Science刊登了北京大学工学院郭少军课题组和北京理工大学陈人杰课题组(共同通讯)的最新研究成果

图1:蚁穴离子凝胶电解质中Li+传输通道示意图

金属锂电池是最有希望的下一代高能量密度的电化学储存设备之一。然而,金属锂负极在反复充/放电过程中易产生不可控的锂枝晶,从而刺穿隔膜,导致循环寿命短和严重的安全问题。此外,金属锂负极在实际应用中还存在库伦效率低的问题。对电解质进行合理的设计,可以有效解决这些关键问题。

郭少军课题组通过借鉴自然界中蚁穴结构能够快速交换空气的特点,设计出了一种有特殊官能团修饰的SiO2为骨架的离子凝胶电解质(图1)。这种仿生离子凝胶电解质具有快速传输Li+的能力,而且能够在金属锂负极表面自发地形成颗粒富集层,从而有效地抑制锂枝晶的生长(图2)。组装成的三元电池具有约390Wh/kg的能量密度,钛酸锂电池稳定循环3000次,库伦效率高达99.8%。该成果为利用仿生概念设计高性能的金属锂电池提供了一种新思路。

图2:a 自然界中蚁穴的照片;b 特殊官能团修饰的SiO2骨架的SEM形貌图;c 蚁穴离子凝胶电解质合成机理;d 蚁穴离子凝胶电解质的光学照片

论文第一作者是工学院博士后陈楠。该研究得到了科技部重点研发计划、国家自然科学基金面上基金、中国博士后科学基金和青年千人计划支持。

文章链接:

Nan Chen, et al, "Biomimetic Ant-nest Ionogel Electrolyte Boosts the Performance of Dendrite-free Lithium Batteries," Energy Environ. Sci., 2017

郭少军研究员简介:

北京大学材料科学与工程系研究员、博导,国家青年千人计划获得者,Email:guosj@pku.edu.cn 

个人主页:点击此处进入

研究方向:胶体纳米晶合成方法学及自组装;二维材料化学与物理;纳米电化学与电分析化学;燃料电池、锂离子电池、超级电容器、光催化和人工光合成;红外量子点多激子体效应太阳能电池;钙钛矿纳米晶材料及其光电应用;超快光谱;纳米传感器和DNA传感器;多功能纳米材料。

(本文来源:北京大学新闻网;)

如若转载,请注明e科网。

如果你有好文章想发表or科研成果想展示推广,可以联系我们或免费注册拥有自己的主页

  • 北京大学
  • 金属锂电池
分享到
文章评论(0)
登陆后参加评论
作者 李明

博士生

北京航空航天大学

活跃作者
  • 爱因斯坦 科研工作者 北京航空航天大学 博士
  • 梅西 本科生 北京工业大学 本科
  • 金陵 本科生 北京大学 本科


发布成功!

确 定 关 闭