近日，中國科學院深圳先進技術研究院研究員唐永炳及其團隊聯(lián)合中科院物理所研究員谷林研發(fā)出一種具有核殼結構的鋁@碳納米球復合材料，并應用于高效、低成本雙離子電池。這種新型結構有效解決了鋁負極材料在充放電過程中的體積膨脹、循環(huán)性能差等問題。相關成果已在線發(fā)表于《先進能源材料》。

目前，商用鋰離子電池多采用石墨類負極材料，其理論比容量和壓實密度均較低，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/去合金化反應，廉價金屬負極通常具有更大的比容量，有望獲得更高的能量密度。其中鋁的理論比容量高,且儲量豐富，價格低廉。然而，鋁負極在電池反應過程中會產生一定的體積膨脹，導致材料粉化，從而影響電池的循環(huán)穩(wěn)定性。

基于上述考慮，研究人員研發(fā)出一種具有核殼結構的鋁@碳納米球復合材料，并將其作為負極材料，將天然石墨作為正極材料，成功研發(fā)出一種新型高效、低成本雙離子二次電池。相對于傳統(tǒng)鋰離子電池，該新型二次儲能電池具有更高的工作電壓，且環(huán)境友好。此外，由于核殼納米結構有效緩解了鋁負極在合金化過程中產生的體積膨脹，并獲得了高度穩(wěn)定的SEI膜，使得該電池的循環(huán)穩(wěn)定性大幅提升。該電池有望促進基于廉價金屬負極的高能量、低成本二次電池的快速發(fā)展。

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