鉅大鋰電 | 點擊量：0次 | 2020年03月25日
Energy Environ. Sci.：高能量密度柔性鋰離子電池
隨著新型電子設備對整體柔性要求的不斷新增，常規的剛性鋰離子電池已經難以滿足下一代便攜式電子設備的設計需求，全柔性鋰離子電池成為科研人員關注的重點。那么，如何提高柔性鋰離子電池的能量密度和功率密度呢？解決這一難點和熱點，才是真正實現柔性鋰離子電池商業化應用的關鍵。
已經被報道的柔性鋰離子電池的正負極通常是在低表面積、低容量的高質量占比柔性基底上生長活性材料（過渡金屬化合物、氮化物、硫化物等）制得的，它們的質量能量密度和質量功率密度往往都很低。而使用常規輕質柔性基底（如碳納米管、石墨烯等）進行替換的策略又會破壞電池整體的力學穩定性。所以，想要在全柔性鋰離子電池領域進行突破，必由之路就是設計輕質、高性能、結構穩定的柔性正負極材料。
基于之前的工作基礎，中山大學的童葉翔教授和廣州大學的劉兆清研究員在具有剝離碳殼（EC）的核殼結構碳布（CC@EC）表面上水熱生長NiCo2O4納米線（NCONWs），設計得到了具有柔性核-雙殼復合結構的柔性鋰離子電池負極（表示為CC@EC@NCOCDS）。
其結構表征和結構示意圖如下：
圖1CC@EC（a）和CC@EC@NCO（b-k）的形貌表征
圖2柔性核-雙殼復合負極結構以及鋰離子和電子傳輸途徑的示意圖
性能測試表明，這種柔性核-雙殼復合結構負極（CC@EC@NCOCDS）表現出遠優于常規碳布基底的核殼負極（即CC@NCO）的儲鋰性能。
圖3兩種負極的儲鋰性能比較
圖4DFT計算和組分分析
圖5理論計算和原位拉曼分析
使用商業化的LiNiCoMnO2（表示為CC@EC@LNCMO）和CC@EC@NCOCDS分別作為柔性鋰離子電池的正負極，他們設計制備了一個39.0cm2全柔性的鋰離子電池。這種全柔性鋰離子電池的最大能量密度和功率密度能夠達到314Wh/kg和205W/kg，且具有出色的柔性和良好的充放性能。
圖6全柔性鋰離子電池CC@EC@NCO//CC@EC@LNCMO的結構示意圖及性能測試結果
圖7全柔性鋰離子電池CC@EC@NCO//CC@EC@LNCMO的儲鋰性能及潛在應用展示
