中科院|中南大学|北理工|复旦大学|湖南大|北大等在2018年都有哪些电池新技术问世？

电池技术已经在我们生活中扮演越来越重要的角色，随着行业的发展，人们对电池提出了更多的需求和更苛刻的要求。因此，电池技术突破变得尤其重要。

2018年中国科学家在电池技术方面的研究取得了一些列的进展，新材料在线^®根据公开资料调研整理相关研究成果，共广大业内人士参考。

注：以下排名不分先后

1、中科院提出抑制锂枝晶生长新办法 提高锂电池寿命和安全性

图片来源：Nano Letters

研究团队：郭玉国研究员团队

发布期刊：《Nano Letters》

创新方法：

• 提出采用一种微球（microspheres）结构捕获锂
• 微球是碳纳米管和多孔二氧化硅保护层的复合材料，对于控制锂沉积行为是十分有效

创新性研究成果：

• 在经过200多次充放电后，电极仍能保持99%的高电镀/剥离效率
• 不仅有助于延长锂电池的寿命，也可有效提高安全性

文章链接：https://pubs.acs.org/doi/suppl/10.1021/acs.nanolett.7b04136

2、北理工在高能量密度金属锂电池中高安全性金属锂负极取得新进展

图片来源：Advanced Functional Materials

研究团队：黄佳琦特别研究员课题组

发布期刊：《Advanced Functional Materials》

创新方法：

• 提出以无机LiF为刚性组分，以PVDF-HFP聚合物为柔性组分来构建“刚柔相济”的复合膜

创新性研究成果：

• Li-Cu半电池、Li-Li对称电池的循环寿命以及循环稳定性都显著提升
• 与磷酸铁锂正极匹配的全电池测试中，复合层修饰后的电池循环寿命提升了2.5倍

文章链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adfm.201870049

3、复旦大学发明可在零下70度使用的锂电池 有望在极寒地区甚至外太空使用！

图片来源：Joule

研究团队：夏永姚团队

发布期刊：《Joule》

创新方法：

• 采用凝固点低、可在极端低温条件下导电的乙酸乙酯作为电解液
• 使用两种有机化合物作为电极，分别为PTPAN阴极和PNTCDA阳极

创新性研究成果：

• 基于乙酸乙酯的电解质被开发用于可充电电池
• 电解质在低温下表现出足够的离子导电性
• Li +的缓慢去溶剂 限制了电池的低温操作
• 聚合物电极基电池可在-70°C的超低温下正常工作

文章链接：https://www.cell.com/joule/fulltext/S2542-4351(18)30045-X

4、商丘师范学院在高性能锂离子电池Ge基负极材料取得重要进展

图片来源：Nanoscale

研究团队：魏伟博士

发布期刊：《Nanoscale》

创新方法：

• 利用静电纺丝方法合成了锗/碳纳米纤维复合材料；
• 锗量子点（6纳米）高度分散在具有多孔结构的碳纤维中；
• 锗量子点与碳材料表现出了极好的协同效应，实现了锗量子点与碳纳米纤维完美的复合

创新性研究成果：

• 首次可逆容量达到每毫克1204毫安·小时
• 循环100次后，容量仍可达每毫克1050 毫安·小时，是目前商用石墨负极容量的近三倍

文章链接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2018/nr/c8nr00153g#!divAbstract

5、湖南大学提出提高过渡金属氧化物锂离子电池负极材料首效的新思路

图片来源：ACS Applied Materials & Interface

研究团队：陈小华教授团队

发布期刊：《ACS Applied Materials & Interface》

创新方法：

• 提出通过空间结构禁闭效应减少SEI膜生成的新思路
• 采用碳热还原方法，合成了一种密实的氧化亚钴纳米空心笼二次结构

创新性研究成果：

• 能够隔绝电解液进入空心笼内，但允许Li+ 进入
• 充分利用活性物质，又降低了电极-电解液接触界面
• 减少SEI膜的产生，从而提高电极首次库伦效率

文章链接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsami.7b19379

6、872.3Wh/kg!中南大学研发超级可充电Zn-Air电池

图片来源：Energy & Environmental Science

研究团队：李洁教授和李文章副教授团队

发布期刊：《Energy & Environmental Science》

创新方法：

• 采用自发气泡发泡策略合成了一种氮掺杂的超薄碳纳米片
• 该薄片具有超薄片状结构、超高比表面积(1793 m2g-1)和丰富边缘缺陷
• 在ORR、OER和HER过程均展现出优异的催化性能和长期稳定性

创新性研究成果：

• 展现出高的能量密度（806 Wh kg-1）、低的充/放电压平台差（0.77 V）和超长的循环寿命（>330 h）
• 为制备具有独特结构和高比表面积的先进碳材料提供了一种通用方法
• 为设计和开发与能源相关的电化学反应多功能催化材料提供了新思路

文章链接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/ee/c8ee03276a#!divAbstract

7、南京理工在钠离子电池的锰基正极材料取得重要进展

图片来源：Nature Communications

研究团队：夏晖教授团队

发布期刊：《Nature Communications》

创新方法：

• 成功制备出一种不含结晶水、具有新型多面体（polymorph ）结构和较大层间距（～ 0.7 nm ）的层状 NaMnO2–y –δ (OH) 2y 纳米正极材料

创新性研究成果：

• 改材料充放电过程无相变发生，体积变化仅为 2% ，所得电极的比容量高达 211.9 mAh g -1
• 在 50 C 下的比容量为 156.0 mAh g -1 ， 10 C 下循环 1000 次后其比容量保持率高达 94.6%
• 其倍率性能和循环性能大幅度超越了之前报道的锰基正极材料

文章链接：https://www.nature.com/articles/s41467-018-07595-y

8、北大在提高固态锂电池界面传输研究中取得重要进展

图片来源：Nano Energy

研究团队：潘锋教授课题组

发布期刊：《Nano Energy》

创新方法：

• 设计了一种新型的电化学稳定的MOF离子导体
• 将其和LLZO结合在一起，有效地改善了界面的Li离子迁移

创新性研究成果：

• 能使不稳定的固态接触转换成纳米浸润的界面，促进锂离子传输
• 混合的SSE在室温下表现出高的离子电导率（1×10-4 s/cm）
• 在室温25℃，可以实现低倍率0.1C的长期循环稳定

文章链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285518303057

9、兰州化物所黏土矿物超亲电解液锂电池隔膜取得新进展

图片来源：Adv Energy Mater

研究团队：张俊平研究员团队

发布期刊：《Adv Energy Mater》

创新方法：

• 首次报道了一种黏土矿物超亲电解液锂电池隔膜
• 锂皂石首次被应用到锂硫电池中

创新性研究成果：

• 黏土矿物超亲电解液隔膜对聚硫化物穿梭具有明显的抑制作用
• 同时具有较高的Li+电导率、快速的Li+转移、超亲电解液性和较高的热稳定性

文章链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/aenm.201870111

10、上海硅酸盐所在高比能锂/钠金属电池正极材料研究中取得重要进展

图片来源：ACS Nano

研究团队：李驰麟研究员团队

发布期刊：ACS Nano》

创新方法：

• 通过热硫化离子液体粘合的开框架氟化铁前驱体
• 成功实现具有减薄氟化碳层包覆（小于2nm）且颗粒紧密粘合的高载量FeS2正极材料的制备

创新性研究成果：

• 颗粒粘合和包覆减薄促进了颗粒内外的混合导电网络的贯通
• 表面氟化改善了电极-电解质界面的电荷和质量传输动力学
• 加速了Li /Na 驱动的多相异质界面处和相邻晶粒间的转换反应蔓延，消除了多硫化物的溶解
• 显著提升了整体电极的反应动力学，实现了高倍率、长循环的FeS2基锂/钠金属电池

文章链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.8b06660

注：2018年电池技术的研究成果众多，参与机构亦较多，本文只列举了部分研究机构的部分研究成果，如果您认为还有更好的研究成果，请联系小编（13652400106,同微信）予以补充完善。

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