中國粉體網訊  過去的20年間，鋰離子電池發(fā)展迅速，在便攜式電子設備市場中占據著主導地位。如今，鋰離子電池逐步用于電動汽車和能量存儲等大型設備。鋰離子電池的大規(guī)模使用和普及使其不僅需要有高功率、高比容和長壽命等性質，還要具有高安全性、成本低廉且環(huán)境友好。

然而，目前的無機鋰離子電池并不能完全滿足這些需求，因為無機負極存在以下局限：

（1）石墨理論比容量低，其能量密度和功率密度有限；

（2）高比容材料（硅、錫及金屬氧化物等）脫嵌鋰過程中體積膨脹嚴重，造成材料的粉化和脫落，嚴重影響電極的長期循環(huán)性能；

（3）負極材料中的過渡金屬元素(如Mn,Fe,Co,Ni等)的大量使用造成原料缺乏，且污染環(huán)境、不易處理；

（4）不穩(wěn)定的SEI膜。目前大部分研究都認為SEI膜的不穩(wěn)定是負極容量衰退的主要原因。理想的SEI膜薄而致密，然而電極內部的很多變化都會造成SEI膜的破壞和再生長，從而導致活性鋰的沉積和損失；

（5）導電性差。金屬氧化物、硅、錫等無機材料導電性差，需要加入較多量的導電劑來提高電極的電子電導，從而造成電池的質量比能量降低。

盡管科研工作者對無機材料進行了各種改進，但無機材料的本質性問題仍限制著鋰離子電池的進一步發(fā)展。有機電極的出現(xiàn)為發(fā)展高比容、高功率及長壽命綠色電池提供了新的可能，有機電極具有無機電極不可比擬的優(yōu)勢，如：

（1）有機化合物主要含C，H，O及N元素，可以通過自然產物和生物質獲得，其綠色環(huán)保，價格低廉；

（2）基于有機材料的轉換反應機制，大多數有機電極材料不僅可以儲鋰，也可儲鈉、鎂及鋅等；

（3）通過引入功能基團，可以調控有機材料的氧化還原性能，從而實現(xiàn)正負極雙功能材料；

（4）通過改變有機化合物結構，可以改善電極的容量、溶解性、電子傳輸速率、離子導電性及機械性能等；

（5）有機儲鋰化合物通常有較高的理論容量，倍率性能優(yōu)異。

然而，有機電極仍然存在一些關鍵問題，若解決這些關鍵技術問題，將推動鋰離子電池的進一步發(fā)展。2021年4月17日上午10:00，中國粉體網旗下平臺粉體公開課邀請到蘇州大學能源學院講師王艷博士作《新型有機儲鋰負極材料》報告，屆時王艷博士將圍繞新型有機儲鋰負極材料這一主題，講述所在團隊研發(fā)的新型有機聚合物、絡合物、小分子酸/酸酐作為鋰離子電池負極活性材料的研究進展。

報告人介紹

王艷，蘇州大學能源學院講師，2018年博士畢業(yè)于蘇州大學，同年留校任教，并被聘為蘇州大學優(yōu)秀青年學者。主要從事動力鋰離子電池關鍵材料與技術研究。近年來以第一作者/通訊作者在《Advanced Energy Materials》《ACS Energy Letters》《Nano Energy》《Journal of Materials Chemistry A》等SCI期刊發(fā)表論文20余篇。授權中國發(fā)明專利3項。

資料來源：新型有機質高性能負極材料的電化學性能和儲鋰機制，王艷博士

（中國粉體網編輯整理/平安）

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