南京大學張會剛團隊和伊利諾伊大學香檳分校Paul Braun團隊：電鍍電池新進展

【成果簡介】

電鍍是一種古老的電化學技術，珠寶工業用電鍍工藝處理表面，日常生活所用的金屬鋁是由高溫熔鹽中電鍍生產。鋰離子電池中所用正極活性材料通常由高溫燒結工藝獲得，這兩種過去不易發生聯系的材料與工藝，最近在我院青年千人教授張會剛團隊與美國伊利諾伊大學香檳分校Paul Braun團隊合作開發的技術中實現了完美結合。

張會剛教授發現在低溫氫氧化物熔鹽中，可以通過電化學氧化的方式，原位共形沉積目前商用鋰離子電池正極材料，這種工藝改變了電池電極制備的方式，為新型的應用提供了可能。目前研究成果已經在國際著名期刊Science Advance （DOI: 10.1126/ sciadv.1602427）報道，文章題目為“Electroplating lithium transition metal oxides”。

【圖文導讀】

圖1 電沉積過程示意圖

圖2不同基底上LiCoO2的形貌圖

【研究內容】

基于高溫燒結-刷漿成膜的鋰離子電池技術發展到今天，幾乎成為電池生產過程標準工藝。眾所周知工藝決定了應用，應用受限于工藝。基于高溫燒結-刷漿成膜的工藝在現有的電池應用領域取得了巨大成功，但是難于滿足未來對于電池應用形式的要求，比如異形，柔性，微型，高功率/高能量電池等等的應用，因此需要一種全新的化學工藝改變目前的現狀。

該團隊通過低溫（260℃）熔融鹽電沉積的方法對傳統電極材料進行電鍍處理，成功合成了O3相的LiCoO₂正極和尖晶石相的LiMn₂O₄正極材料。合成材料的結晶度和電化學性能等都與普通的高溫（700-1000℃）燒結粉末材料的性能相比擬。研究人員還將該工藝應用于厚膜固態電極、超高負載量正極和超柔性電極制備，這類應用通常難于用傳統工藝實現。

本項目研究是與南京大學亞原子分辨電鏡中心王鵬教授和物理學院陳延彬副教授和洪煦昊博士的合作下完成的。本項研究得到了青年千人計劃、江蘇雙創、國家重點研發計劃“材料基因工程關鍵技術與支撐平臺”資助。本項目還得到固體微結構國家重點實驗室、人工微結構科學與技術協同創新中心和南京大學高性能計算中心支持。

原文鏈接：Science Adv發表張會剛教授課題組在電鍍電池方面最新成果.

文獻鏈接：Electroplating lithium transition metal oxides.

本文由材料人編輯部陳靜編輯，點我加入材料人編輯部。