【江苏科技报】常熟理工学院研制新式电极材料
2019年12月12日14时55分    阅读:1490
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2019年12月11日 第06版

本报讯(通讯员 朱俊 张敬远 记者 何佳芮)为发展新能源技术,进一步提高储能效率,解决世界能源与环境问题。近日,常熟理工学院电子信息工程学院陶石老师所带领的锂电池课题组着手研究储能电池的电极材料。

据了解,目前发展比较成熟的新能源技术有太阳能、风能和地热能等。然而,受到季节、地理等因素的影响,发电具有波动性、不确定性,其大规模并网将对电网的安全和稳定运行带来诸多挑战,而储能装置具有对功率和能量的时间迁移能力,可以有效解决大规模风电、光伏等新能源发电的并网问题。同时,随着新能源汽车产业的兴起,刺激了人们对锂离子电池的需求。然而,地壳中锂资源的有限性使成本上升,阻止其进一步大规模应用。因此,储量较为丰富的钾和钠离子电池被认为是大规模稳定储能应用的潜在候选者。

研究表明,锂、钠和钾位于同一族,具有相似的理化性质。另外,钾、钠的标准电极电位与锂也十分相近,因此也具有相似的输出电压。但目前,钠和钾离子电池也面临着巨大的挑战。例如,离子的迁移速率低,电化学反应慢,氧化还原反应极化严重,致使快速充放电能力差。另外,离子半径过大,反复嵌入/脱嵌会引起体积膨胀和材料结构破坏,导致容量快速衰减。为此,该创新团队设计并改进实验方案,制备电极材料。

首先,团队成员通过水热、热分解等方法制备纳米颗粒,结合X射线衍射等表征手段,对其进行形貌和物性分析;同时对纳米颗粒进行电池的组装与电化学性能的测试与分析,最后,团队成员不断改进实验方案以此获得更优异的电极材料。

记者了解到,该创新团队学生分别以第一和第二作者身份发表了数篇SCI,并在第十六届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛中获得省赛二等奖,在第十五届江苏省高校大学生物理与实验科技作品创新竞赛中获得一等奖,在第十六届江苏省高校大学生物理与实验科技作品创新竞赛中获得二等奖。

(张敬远/供稿 钱丹/审核 志刚/编辑)