發(fā)布時(shí)間：2022-05-25 12:03:00  訪問次數(shù)：567

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中國科研團(tuán)隊(duì)制備出新材料：突破鋰離子電池瓶頸，6 分鐘充電 60%

 5 月 25 日消息，據(jù)中國科學(xué)報(bào)消息，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)俞書宏院士團(tuán)隊(duì)與姚宏斌、倪勇教授團(tuán)隊(duì)合作，致力于解決鋰離子電池高能量密度與快充性能之間的矛盾，提出并制備出一種新型雙梯度石墨負(fù)極材料，實(shí)現(xiàn)鋰離子電池在 6 分鐘內(nèi)充電 60%，相關(guān)成果近日發(fā)表于《科學(xué)進(jìn)展》。

圖源：特斯拉官網(wǎng)

電動(dòng)汽車充電時(shí)間遠(yuǎn)長于傳統(tǒng)燃油汽車的加油時(shí)間，主因鋰離子電池中石墨負(fù)極較差的倍率性能，限制了電動(dòng)汽車的快速充電能力。為提高石墨負(fù)極的倍率性能，傳統(tǒng)的策略通常是將石墨電極做到多孔或變薄。但這些方法往往就會(huì)犧牲所制備電池的能量密度，俞書宏團(tuán)隊(duì)從設(shè)計(jì)電極結(jié)構(gòu)入手，在保證能量密度的情況下提升鋰離子電池的快充性能。

研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)一種低粘度無聚合物粘結(jié)劑漿料自組裝技術(shù)，混合銅包覆的石墨負(fù)極顆粒以及銅納米線于乙醇溶液中制成漿料，利用不同尺寸顆粒石墨在漿料中沉降速度差異性，成功構(gòu)建出模擬計(jì)算優(yōu)化的雙梯度結(jié)構(gòu)得到電極。基于這種新型雙梯度石墨負(fù)極材料制備出的鋰離子電池分別在 5.6 分鐘和 11.4 分鐘從零充電到 60% 和 80%，同時(shí)保持高能量密度。

這項(xiàng)研究的最大亮點(diǎn)是完成了一個(gè)假設(shè)、理論模型建立到實(shí)驗(yàn)再驗(yàn)證的過程，為克服鋰離子電池的高能量密度和快充性能之間的矛盾提供了新的思路。

該研究距離產(chǎn)業(yè)化還有一定距離，比如目前實(shí)驗(yàn)室的制備方法很難實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，雙梯度結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)很難保持電極的一致性。目前，團(tuán)隊(duì)正逐步解決這些問題。希望有朝一日這種更高效的電池可以為電動(dòng)汽車提供動(dòng)力。