在國家自然科學(xué)基金委、科技部以及中科院化學(xué)所引進(jìn)國外杰出青年人才計(jì)劃的支持下，化學(xué)所分子納米結(jié)構(gòu)與納米技術(shù)院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的研究人員，成功開發(fā)出一種具有超快速充放電能力的LiFePO4/C納微復(fù)合結(jié)構(gòu)鋰離子電池正極材料。
該課題組研究人員長期致力于納微結(jié)構(gòu)儲(chǔ)鋰電極材料研究。在前期工作中他們提出“分級(jí)三維混合導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)”指導(dǎo)下電極材料設(shè)計(jì)的新思想，通過構(gòu)筑出同時(shí)具有納米級(jí)和微米級(jí)三維混合導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的正負(fù)極材料，大大提升了鋰離子電池的能量密度和功率密度。最近，他們通過納微結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和碳包覆提高了合金負(fù)極、碳負(fù)極和氧化物負(fù)極材料的儲(chǔ)鋰容量、倍率性能和循環(huán)性能。
圖1
圖2
在此基礎(chǔ)上，他們又設(shè)計(jì)出一種三維混合導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)電極材料（圖1b），并成功地在正極材料LiFePO4上得到了驗(yàn)證（圖1a）。在該研究中，研究人員將LiFePO4納米顆粒均勻的鑲嵌在多孔碳中（圖1a），開發(fā)出倍率性能優(yōu)異的復(fù)合正極材料。電池測試結(jié)果表明，該復(fù)合正極材料不但可以在16秒內(nèi)完成超快速充電和16秒內(nèi)完成超快速放電過程（圖2a），而且在1.5C倍率下700次充放電循環(huán)后，容量保持率仍可達(dá)97%以上（圖2b）�！�