自20世纪90年代索尼公司推出商业化的锂离子电池后,锂离子电池在此后20多年取得了极大的发展。但是,作为锂离子电池最主要的负极材料,石墨具有的理论比容量只有372 mAh/g,导致成品电池的功率密度只有100-150 Wh/kg, 不能满足下一代高容量高功率电池的需求。因此,找寻新型高容量的负极材料显得迫在眉睫。
最近,理工学院、光电材料与技术国家重点实验室王成新教授研究组杨功政博士采用简单的水热合成结合热处理的方法,在实验上成功制备出Co3V2O8多层纳米片状结构。用这种结构构建的锂离子电池负极呈现出高容量(100个循环后能保持在1114 mAh/g的容量)、高倍率特性和循环稳定性。并通过半原位方法对其电化学机理进行研究,在实验上系统的阐明了钒基金属氧化物锂离子电池负极材料的电化学储锂机制,为此类材料在锂离子电池中的应用提供了理论基础。
相关成果于2014年5月27日发表在国际纳米领域重要期刊ACS Nano上(ACS Nano, 2014, 8, 4474-4487)。
本研究得到光电材料与技术国家重点实验室及国家自然科学基金委的大力资助。(纳米研究中心供稿)