新型碱金属离子二次电池纳米结构电极材料的设计,调控及性能研究
批准号:
U1910208
项目类别:
联合基金项目
资助金额:
257.0 万元
负责人:
郭林
依托单位:
学科分类:
无机非金属材料
结题年份:
2023
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
郭林
中文摘要
开发具有高容量、长循环寿命、低成本的新型碱金属离子电池电极材料是能源存储领域的研究热点之一。如何克服低能量密度和较差的循环性能,是推进碱金属离子电池研究的关键科学问题。将传统电极材料二维化不仅能提高电化学活性表面积及储能活性中心浓度,而且能有效缩短离子扩散距离,从而提高电极材料的能量密度和功率密度;非晶微纳米材料没有晶体中存在的位错、晶界等,可有效缓解离子嵌入后体积膨胀产生的应力,提升了结构稳定性,进而可有效提高二次电池循环寿命;通过与三维交联网络及多孔结构的导电基底复合,可进一步优化离子和电子传输,提高电极材料的综合性能指标,获得高负载量、高能量密度,高功率密度,长循环寿命的新型二次电池电极材料。本项目的实施将系统地探究电极材料的二维化、非晶化、三维结构复合对新型碱金属离子电池的贡献,为新能源存储系统的发展提供实验和理论借鉴。
英文摘要
Developing new electrode materials for alkaline metal ion batteries with high capacity, long cycle life and low cost is one of the hotspots in the field of energy storage. How to improve the energy density and cycling performance of electrode materials is the key scientific problem to advance the research of alkaline metal ion batteries. When the bulk electrode materials were fabricated into 2D, not only their surface area and electrochemically active sites can be significantly enhanced, but also the solid-state ion diffusion distance can be effectively shortened, which would lead to high power density and energy density. The amorphous structure, which is loosely packing and possesses isotropic nature, can effectively accommodate the volume changes and alleviate the volume strain during ion insertion/extraction, maintaining the structural integrity and and thus greatly improving the cycle life of electrode materials. Integrating electrode materials with conductive substrate, which has 3D crosslinked network and porous structure, could further promote the ion and electron transport and improve the electrochemical performance of electrode materials. A combination of above three method would enable the construction of new type secondary batteries with high electrode materials loading , high energy density, high power density and long cycle life. This project will systematically investigate the contributions of 2D morphology, amorphous structure, and integration with 3D conductive substrate to the new alkaline metal ion batteries, providing experimental and theoretical insights for the development of new energy storage systems.
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DOI:
10.1016/j.ensm.2021.07.025
发表时间:
2021-10
期刊:
Energy Storage Materials
影响因子:
20.4
作者:
[L. Deng;Meiying Feng;Ruiting Wang;Yusi Yang;Xiaogang Niu;Juan Zhang;Lulu Tan;Jianwen Zhang;Yifan Chen;L. Zeng;Yujie Zhu;Lin Guo]
通讯作者:
L. Deng;Meiying Feng;Ruiting Wang;Yusi Yang;Xiaogang Niu;Juan Zhang;Lulu Tan;Jianwen Zhang;Yifan Chen;L. Zeng;Yujie Zhu;Lin Guo
DOI:
10.1021/acsnano.1c07990
发表时间:
2021-10
期刊:
ACS nano
影响因子:
17.1
作者:
[L. Deng;Youran Hong;Yusi Yang;Juan Zhang;Xiaogang Niu;Jiangwei Wang;L. Zeng;W. Hao;Lin Gu]
通讯作者:
L. Deng;Youran Hong;Yusi Yang;Juan Zhang;Xiaogang Niu;Jiangwei Wang;L. Zeng;W. Hao;Lin Gu
DOI:
10.1002/celc.202000440
发表时间:
2020
期刊:
ChemElectroChem
影响因子:
4
作者:
[Yuning Chen, Lidong Li, Lin Guo]
通讯作者:
Lin Guo
DOI:
10.1039/d2ta00673a
发表时间:
2022
期刊:
Journal of Materials Chemistry A
影响因子:
11.9
作者:
[Peng Huang, Zhuo Cheng, Liang Zeng, Lulu Tan, Jian Yu, Joshi Rushikesh, Liang-Shih Fan, Yujie Zhu]
通讯作者:
Yujie Zhu
DOI:
10.1021/jacsau.3c00418
发表时间:
2023-10-23
期刊:
JACS AU
影响因子:
8
作者:
[Kang, Jianxin, Li, Fengshi, Xu, Ziyan, Chen, Xiangyu, Sun, Mingke, Li, Yanhong, Yang, Xiuyi, Guo, Lin]
通讯作者:
Guo, Lin
共 36 条
高透光、高强高韧微纳复合材料
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批准号:52250119
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项目类别:专项项目
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资助金额:80.00万元
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批准年份:2022
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负责人:郭林
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依托单位:
结构增强型轻质高强微纳米复合材料的设计、力学特性及增强机制
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批准号:51772011
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项目类别:面上项目
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资助金额:63.0万元
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批准年份:2017
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负责人:郭林
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依托单位:
无机非晶微纳材料的基础科学问题
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批准号:51532001
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项目类别:重点项目
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资助金额:290.0万元
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批准年份:2015
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负责人:郭林
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依托单位:
Pd,Ag,Pt及其化合物微纳米材料的形貌调控及性能研究
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批准号:21471013
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项目类别:面上项目
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资助金额:90.0万元
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批准年份:2014
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负责人:郭林
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依托单位:
SnO2、Fe2O3、Cu2O 多面体的形貌调控及表面效应对相关性能的影响
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批准号:51272012
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项目类别:面上项目
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资助金额:85.0万元
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批准年份:2012
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负责人:郭林
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依托单位:
高性能锂电池材料的设计合成及同步辐射微结构研究
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批准号:11079002
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项目类别:联合基金项目
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资助金额:270.0万元
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批准年份:2010
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负责人:郭林
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依托单位:
过渡金属化合物基多级结构微纳米材料的合成、机理及特性研究
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批准号:20973019
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项目类别:面上项目
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资助金额:34.0万元
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批准年份:2009
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负责人:郭林
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依托单位:
一维铁系空心链状微/纳米材料的限域空间制备及相关特性研究
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批准号:20673009
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项目类别:面上项目
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资助金额:30.0万元
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批准年份:2006
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负责人:郭林
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依托单位:
一维氧化锌纳米材料及其核壳结构衍生物的制备、表征及光电特性研究
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批准号:20373004
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项目类别:面上项目
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资助金额:25.0万元
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批准年份:2003
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负责人:郭林
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依托单位:
国内基金
海外基金