《層狀矽酸鹽基碳複合材料的製備及其鋰存儲性能研究》是依託北京化工大學，由曲晉擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：層狀矽酸鹽基碳複合材料的製備及其鋰存儲性能研究
- 依託單位：北京化工大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：曲晉
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
開發新型鋰離子電池儲能材料一直是能源領域的研究熱點，以石墨、鈷酸鋰等材料為代表的層狀結構表現出優異的鋰存儲性能和商業價值。本項目以層狀結構矽酸鹽為研究對象，通過與碳納米管或還原氧化石墨烯等不同結構和維度的碳材料複合，構築有助於電子傳輸的同軸納米結構和面面二維複合的三明治結構，以提高電子在層狀矽酸鹽內部或材料間的傳輸性能；同時，利用層狀結構的層間傳質優勢，改善鋰離子在電極材料中的傳輸性能。兩方面的協同效應有助於提高層狀矽酸鹽的充放電比容量、循環穩定性和倍率性能。探索出一條通過精確地結構設計和碳材料複合來改善層狀矽酸鹽鋰存儲性能的有效途徑。此外，藉助於原位和非原位的結構和電化學性質表征，研究鋰離子在層狀矽酸鹽中的遷移過程，探討儲鋰機理。
結題摘要
對能源需求的持續增長，新型儲能材料和儲能體系需要不斷開發，以滿足目前高能量密度、高功率密度的需求。層狀矽酸鹽的傳質優勢和過渡金屬元素的電化學性質，使得其具有很高的科研價值和套用潛力，但是導電性差、不可逆容量高等缺點限制其發展。本項目通過與不同結構和維度的碳材料複合，構築有助於電子傳輸的同軸納米結構和面面二維複合的三明治結構，界面橋氧鍵有助於提高電子在電極材料內部或材料間的傳輸性能，繼而提高層狀矽酸鹽的充放電比容量、循環穩定性和倍率性能。同時發現，材料的維度和複合效率顯著影響材料儲鋰性能的發揮，探索出一條通過精確地結構設計和碳材料複合來改善層狀矽酸鹽鋰存儲性能的有效途徑。此外，基於矽酸鹽的反應性，構建了矽酸鹽納米材料結構設計的程式化方法，其在儲鋰、催化等領域均有很好的套用前景。
