Neuer Fortschritt bei der Erforschung von Mikro-Lithium-Ionen-Batterien im Dalian Institute of Chemical Technology

Vor kurzem haben das Team von Wu Zhongshuai, einem Forscher der Forschungsgruppe für zweidimensionale Materialien und Energiegeräte des Dalian Institute of Chemical Physics, der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, und dem Team von Bao Xinhe, einem Akademiker der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, haben ein planares integriertes Ganzes mit multidirektionalem Massentransfer, ausgezeichneter Flexibilität und hoher Temperaturstabilität entwickelt. Festkörper-Lithium-Ionen-Mikrobatterie. Entsprechende Forschungsergebnisse wurden auf NanoEnergy veröffentlicht.

Angesichts der rasanten Entwicklung flexibler tragbarer, miniaturisierter und integrierter elektronischer Geräte ist es dringend erforderlich, leistungsstarke, leichte, tragbare und strukturfunktionsintegrierte flexible Stromversorgungen und deren Technologien zu entwickeln. Lithium-Ionen-Akkus sind derzeit die am weitesten verbreitete und beliebteste Stromquelle in der Gesellschaft, weisen jedoch Sicherheitsprobleme wie große Abmessungen, feste Form, schlechte Flexibilität, Elektrolytaustritt und Entflammbarkeit auf, sodass es schwierig ist, die Anforderungen von flexiblen und miniaturisierten elektronische Geräte. brauchen.

Vor kurzem übernahm das Forschungsteam die Führung bei der Entwicklung einer planaren integrierten Lithium-Ionen-Miniaturbatterie. Die Lithium-Ionen-Mikrobatterie verwendet Nano-Lithiumtitanat-Nanokügelchen als negative Elektrode, Lithium-Eisenphosphat-Mikrokügelchen als positive Elektrode, hochleitfähiges Graphen als nichtmetallischen Stromkollektor und Ionengel als Elektrolyt. Es hat eine planare Kreuzfingerkonfiguration und benötigt keine herkömmlichen Membran- und Metallstromkollektoren.

Die erhaltene Lithium-Ionen-Mikrobatterie hat den Vorteil des multidirektionalen Massentransfers und zeigt eine hohe Volumenenergiedichte von 125.5 mWh/cm3, eine hervorragende Leistungsfähigkeit; ultralange Zyklenstabilität, fast kein Kapazitätsabbau nach 3300 Zyklen; und gute mechanische Eigenschaften Flexibel, die Elektrodenstruktur wird nicht beschädigt und die elektrochemische Leistung ändert sich bei wiederholtem Biegen oder Verdrehen nicht wesentlich.

Gleichzeitig kann der Miniatur-Energiespeicher in einer Hochtemperaturumgebung von 100 °C stabil arbeiten und hat eine lange Zyklenstabilität (1000 Zyklen). Darüber hinaus kann der Lithium-Ionen-Akku eine modulare Selbstintegration ohne Metallanschlüsse realisieren und eine effektive Regelung von Ausgangsspannung und -kapazität realisieren. Daher hat die Lithium-Ionen-Miniaturbatterie ein großes Potenzial bei der Anwendung flexibler und miniaturisierter elektronischer Geräte.
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