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隨著便攜式電子設(shè)備和電動交通工具市場的快速開展，人們關(guān)于高能量密度、低本錢二次電池的需求日益火急。現(xiàn)在，商用鋰離子電池多選用石墨類負極資料，其理論比容量僅為372 mAh g-1，且壓實密度較低，限制了鋰離子電池能量密度的進一步提升。通過與鋰離子的合金化/去合金化反響，金屬負極一般具有更大的比容量，有望取得更高的能量密度。以金屬鋁為例，其理論比容量高達2234 mAh g-1（Li9Al4），且儲量豐厚，價格低廉。但是，鋁負極在電池反響進程中會產(chǎn)生一定的體積脹大，然后影響電池的循環(huán)穩(wěn)定性。為了改善這一現(xiàn)狀，研討工作者對金屬負極采取了納米結(jié)構(gòu)規(guī)劃、合金構(gòu)建、復(fù)合資料構(gòu)建等多種潤飾辦法。但是，根據(jù)電池結(jié)構(gòu)方面的改善戰(zhàn)略還鮮有報導(dǎo)。
根據(jù)上述考慮，唐永炳及其團隊成員張松全、王蒙、周志明等成功研發(fā)出了一種具有集流體、負極活性資料、隔閡三重功用的多功用電極，并將其使用于新式高效、低本錢的雙離子電池。該電極包括三維多孔聚合物層與具有圖畫的金屬鋁箔層兩大組成部分，此結(jié)構(gòu)規(guī)劃可使一體化電極取得優(yōu)異的吸液、保液才能，并可有用緩解金屬負極在電化學反響進程中的體積改變及開裂粉化問題。此外，多功用電極規(guī)劃還有用提升了負極活性資料占比，簡化了電池制作工序，降低了制作本錢。根據(jù)多功用電極資料的雙離子電池展現(xiàn)出優(yōu)異的電化學性能：如高工作電壓（均勻放電電壓可達4.2 V），長循環(huán)性能（1000次循環(huán)，容量堅持率為92.4%），高能量密度（在10 C充放電速率下能量密度高達158 Wh kg-1）。該研討成果對高容量、低本錢金屬負極的開發(fā)具有指導(dǎo)意義，有望促進根據(jù)金屬負極的二次鋰離子電池的產(chǎn)業(yè)化使用。

雙離子電池鋰離子電池

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