《用於柔性鋰離子電池的碳納米管複合電極研究》是依託清華大學，由王佳平擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：用於柔性鋰離子電池的碳納米管複合電極研究
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：王佳平
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
為了滿足各種攜帶型、可穿戴、可彎折柔性電子器件對儲能裝置的需求，發展柔性、高容量、安全、穩定的鋰離子電池已成為研究熱點。柔性鋰離子電池的性能與電極材料性能、電極結構設計、界面電子和離子傳輸、在機械形變等複雜工作條件下的性能穩定性密切相關。碳納米管具有優異的電學、力學性能和化學穩定性，是構築柔性電極的理想材料。本項目發展碳納米管薄膜作為柔性導電網路，通過活性材料在碳納米管網路的可控均勻負載，構築導電性好、力學性能優異、比容量高的柔性碳納米管複合電極。研究內容包括：柔性碳納米管複合電極的結構設計和製備；柔性電極所涉及的多種界面結構和耦合作用；柔性鋰離子電池的系統集成和性能表征。期望構築出具有優異性能的柔性電極，在界面作用和電子、離子傳輸等科學問題上有所突破，並用於指導柔性碳納米管複合電極的結構設計，發展出安全、穩定、具有高能量密度的柔性鋰離子電池原型器件，最終推動其在柔性電子設備中的廣泛套用。
結題摘要
為了滿足各種攜帶型、可穿戴、可彎折柔性電子器件對儲能裝置的需求，發展柔性、高容量、安全、穩定的鋰離子電池已成為研究熱點。柔性鋰離子電池的性能與電極材料性能、 電極結構設計、界面電子和離子傳輸、在機械形變等複雜工作條件下的性能穩定性密切相關。碳納米管具有優異的電學、力學性能和化學穩定性，是構築柔性電極的理想材料。本項目在以下三方面進行了深入系統的研究工作：柔性碳納米管複合電極的結構設計和製備；柔性電極所涉及的多種界面結構和耦合作用；柔性鋰離子電池的系統集成和性能表征。利用碳納米管薄膜作為柔性導電網路，通過活性材料在碳納米管網路的可控均勻負載，成功構築出導電性好、力學性能優異、比容量高的柔性碳納米管複合鋰電池電極。獲得了具有優異機械性能和電化學性能的柔性鋰離子電池原型器件，並作為儲能裝置套用於柔性電子器件。本項目揭示了與柔性碳納米管複合電極相關的界面作用、電荷轉移、離子傳輸等的機理和規律，並探索了碳納米管在柔性儲能領域的實際套用。本項目取得了如下代表性成果：（1）巨觀尺度碳納米管海綿結構的製備和套用。（2）柔性碳納米管複合鋰離子電池電極結構設計和製備。（3）柔性碳納米管複合鋰硫電池電極的構築。（4）柔性鋰硫電池碳納米管基功能型中間層以及無機物添加劑與多硫化物相互作用研究。（5）具有金屬塗層的超薄碳納米管薄膜集流體。（6）基於超順排碳納米管薄膜的超可拉伸導體材料。（7）基於超順排碳納米管薄膜的柔性透明應變感測器。（8）可拉伸柔性鋰離子電池的系統集成和性能表征。
