科研进展

中科院物理研究所陈立泉院士谈锂离子电池创新与发展

 

摘要(Teaser): 

  "节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020)"明确指出,要以纯电驱动为汽车工业转型的主要战略取向,当前重点推进纯电动汽车和插电式混合动力汽车产业化。争取到2015 年,纯电动汽车和插电式混合动力汽车累计产销量达到50万辆,到2020年超过500万辆。到2015年,纯电动乘用车、插电式混合动力乘用车在纯电驱动模式下的最高车速不低于100 公里/小时,综合工况续驶里程分别不低于150公里和50公里。动力电池模块比能量达到150瓦时/ 公斤以上,成本降低至2 /瓦时,循环寿命稳定达2000次或10年以上。到2020年动力电池模块比能量达到300 瓦时/公斤以上,成本降低至1.5 /瓦时以下。

室温钠离子储能电池零应变负极材料研究取得重要进展

 

摘要(Teaser): 

最近中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室(筹)的清洁能源实验室固体离子学研究组博士生王跃生、胡勇胜研究员等在对尖晶石结构的Li4Ti5O12嵌钠机理的认识基础上,设计了一种新型钠离子电池具有层状结构的零应变负极材料P2-Na0.66[Li0.22Ti0.78]O2,肖睿娟副研究员通过第一性原理计算预测该材料能够稳定存在并且发现钠在嵌入脱出过程中体积形变只有0.21%,而且锂的引入有助于钠离子的传输,进一步降低了钠离子扩散活化能(如图1和图2所示)。

原子尺度嵌钠相界面结构以及室温钠离子电池新型负极材料研究取得重要进展

摘要(Teaser): 

最近,中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室(筹)的清洁能源实验室固体离子学研究组博士生孙洋、赵亮、潘慧霖等进一步研究发现,通过优化电解液、粘结剂和电极结构,可以显著提高Li3[LiTi5]O12的循环性能和库仑效率(图1)。这些实验结果表明,尖晶石结构的Li3[LiTi5]O12也可以可逆地容纳Na+离子嵌入和脱出。借助于第一性原理计算(图2)和原位XRD测试结果,可以推断Na嵌入到Li3[LiTi5]O12的晶格会导致新型的三相反应:
2[Li3]8a[LITi5]16dO12+6Na↔[Na6]16c[LiTi5]16dO12+[Li6]16c[LiTi5]16dO12
与Li嵌入Li3[LiTi5]O12仅形成单一的Li6[LiTi5]O12(Li7Ti5O12)不同(Li3[LiTi5]O12 + 3Li ↔ Li6[LiTi5]O12),随着Na的嵌入,同时有两个新相Li6[LiTi5]O12与Na6[LiTi5]O12生成。

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