?????在現代社會,可充電鋰離子電池作為核心能源存儲技術,廣泛應用于移動設備、電動汽車、智能電網等關鍵領域,其性能提升直接關乎能源利用效率和可持續發展。然而,磷酸釩鋰(Li3V2(PO4)3)這一極具潛力的材料,雖擁有電化學電位高、循環穩定性強及寬溫工作范圍等優點,但由于導電性受限,尚未能大規模商業化。
近日,廣東省科學院化工研究所曾煒研究員團隊創新性地采用植酸這種天然生物質基原料來制備磷酸釩鋰材料。植酸能與過渡金屬離子螯合,并且兼具磷酸源和碳源的雙重功能。經過熱處理,植酸分解后剩余的碳元素在磷酸釩鋰顆粒上形成納米級無定形碳涂層和微米級碳網絡,從而顯著提高了材料的導電性和鋰離子擴散速率。
圖1 碳包覆磷酸釩鋰合成路線
研究結果表明,所獲得的LVP/C-800樣品顯示出卓越的速率能力(速率高達50C時為101.83mAh·g-1)和出色的循環穩定性,在10C條件下循環1000次后,仍能提供112.54mAh·g-1放電比容量,保持率為97.23%,表明其具有實際應用的潛力。
圖2 碳包覆磷酸釩鋰電化學性能
該研究將豐富的天然材料與有效的改性技術相結合,為LVP材料的制備和改性提供了一種新方法。研究成果發表于Surfaces and Interfaces期刊。第一作者為廣東省科學院和仲愷農業工程學院聯合培養碩士黃韜,曾煒研究員與武晨博士為共同通訊作者。該研究獲國家自然科學基金面上項目(52073066)、廣東省科學院建設國內一流研究機構行動專項資金(2020GDASYL-20200102028,2022GDASZH-2022010111)、廣州市基礎與應用基礎研究項目(2023A04J1389)資助。
供稿:柔性傳感技術研究中心/郭欣穎
初步審稿:劉婉玉
校稿:李曉芝
審定發布:王飛