《高性能的纖維狀水系鋰離子電池》是依託復旦大學，由王兵傑擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：高性能的纖維狀水系鋰離子電池
- 依託單位：復旦大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：王兵傑
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
傳統的塊狀鋰離子電池因為易燃的有機電解液帶來的安全隱患，低於市場期望的儲能性，及剛性結構造成的適應性不足等問題，無法滿足現代電子器件微型化、輕量化的迫切發展需要。本項目提出並發展了一類新型纖維狀的水系鋰離子電池：重點以取向碳納米管/聚醯亞胺複合纖維為負極，取向碳納米管/錳酸鋰複合纖維為正極，組裝為纖維狀電池再注入水系電解質製得。水系電解質替代易燃、有毒的有機電解液後，將顯著降低鋰離子電池製備工藝的難度，消除由有機電解液引發的製備和使用過程中的安全隱患。通過設計電極結構，在取向碳納米管表面原位生長聚醯亞胺片狀聚集體，通過二者協同作用製備高儲能性能的電極。同時系統研究並揭示複合纖維組成、結構和聚集體形貌等參數對電極性能的影響規律，最終發展出一類新型高性能的柔性纖維狀鋰離子電池。纖維狀結構更賦予電池任意方向彎曲變形的柔性及可編織性。據我們所知，迄今為止國際上尚未有柔性水系鋰離子電池的報導。
結題摘要
本項目在取向碳納米管表面原位生長活性材料，製備了以取向碳納米管/聚醯亞胺複合纖維為負極，取向碳納米管/錳酸鋰複合纖維為正極，硫酸鋰水溶液作為電解液的高性能的柔性水系鋰離子電池，從而解決傳統平板狀鋰離子電池存在的一些問題，如需要用到易燃的有機電解液、相對較低的儲能性能和剛性的結構等。除此之外，本項目以取向碳納米管纖維為基底，設計合成具有三維網路結構的多組分活性材料，製備得到同時具有高倍率性能和高能量密度的纖維電池。通過進一步的系統研究，揭示了纖維組成、結構等參數對電極性能的影響規律，最終發展出一類新型高性能的柔性纖維狀電池，並且纖維狀結構更賦予電池任意方向彎曲變形的柔性及可編織性。在項目執行期間，項目負責人以通訊作者發表論文11篇（含接收），包括2篇Angew. Chem. Int. Ed.、1篇Adv. Mater、1篇Adv. Funct. Mater.、2篇Small等。申請中國發明專利9項，授權4項。
