柔性鋰離子電池由于其高能量密度等優(yōu)點(diǎn)，在柔性可穿戴電子設(shè)備領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。但如何設(shè)計(jì)和制備高性能儲能電極材料和研制柔性鋰離子電池仍然面臨著科學(xué)挑戰(zhàn)。
柔性全電池性能圖：(a) 柔性器件示意圖。(b) CC@NCO和CC@EC@NCO為陽極，CC@EC@LNCMO為陰極的全柔性鋰離子電池的倍率性能。(c)CC@EC@NCO//CC@EC@LNCMO 柔性鋰離子電池裝置圖。(d) CC@EC@NCO//CC@EC@LNCMO 柔性鋰離子電池在5 mA時(shí)的充放電曲線。(e)CC@EC@NCO//CC@EC@LNCMO 柔性鋰離子電池在不同彎曲次數(shù)下的循環(huán)穩(wěn)定性。
近日，我校化學(xué)學(xué)院童葉翔教授和廣州大學(xué)劉兆清教授在設(shè)計(jì)柔性鋰離子電池負(fù)極材料上取得了突破，以表面刻蝕剝離處理的碳布為基底(CC@EC)，水熱法生長NiCo2O4(NCO)納米線陣列。當(dāng)其應(yīng)用于鋰離子電池負(fù)極時(shí)，表現(xiàn)出了優(yōu)異的儲鋰性能。作者通過DFT計(jì)算發(fā)現(xiàn)，NCO與CC@EC具有強(qiáng)的相互電子作用、在鋰離子傳輸過程中具有更低的反應(yīng)能壘。此外，作者進(jìn)一步通過原位拉曼光譜闡明了CC@EC基底對電極材料儲鋰性能提升的貢獻(xiàn)因素。在此基礎(chǔ)上，獲得了具有高載量下高能量密度 (314 Wh/kg) 的全柔性鋰離子電池(總重量為281 mg)，具有出色的柔韌性和良好的儲能性能，為未來的便攜能源開啟了新的方向。該工作已發(fā)表于國際頂級期刊Energy Environ. Sci.(2018, 11, 1859-1869. IF = 30.067)，題目為“Achieving High Gravimetric Energy Density for Flexible Lithium Ion Batteries Facilitated by Core-Double-Shell Electrodes”，中山大學(xué)化學(xué)學(xué)院Muhammad-Sadeeq Balogun博士后及2015級博士生楊皓為論文的共同第一作者，中山大學(xué)化學(xué)學(xué)院為第一完成單位。
上述研究工作得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃，國家自然科學(xué)基金，博士后科學(xué)基金，高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)，廣東省科技計(jì)劃項(xiàng)目和廣州市科技計(jì)劃項(xiàng)目的資助。
論文鏈接：http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2018/ee/c8ee00522b
