近年來, 納米矽基負極材料因具有高比容量而引起了人們的極大關注. 我們發展了低溫熔鹽熱體系, 該體系通過還原SiCl 4, SiO 2獲得了高性能納米Si複合材料; 利用化學去合金化反應製備了多孔Si材料. 為進一步緩解矽的體積膨脹問題, 我們使用熔鹽熱還原富矽生物質竹葉獲得了高性能Si@C複合材料, 利用氧化還原反應製備Si@C以及Si-Ge等複合材料. 通過高分子輔助的自組裝過程, 製備了微納結構的Si/石墨烯, Si/石墨烯/石墨等複合負極材料.
Li-S (Se) 系列電池具有較高的能量密度, 但如何解決S的溶出是關鍵點. 我們通過可控熱解法獲得了微孔碳, 實現了物理限制固硫; 利用多種硫化物與硫分子的鍵連作用實現化學固硫; 利用形成S-Se固溶體, S-P分子能有效地抑制硫溶出.
此外, 我們研究的混合離子水電池 (LiMnO 2 /NaTi 2(PO 4)3) 作為一種清潔能源代表, 其能量密度略高於鉛酸電池, 無汙染, 充放電速度快, 具有取代鉛酸電池的潛力.
總結: 1.Si. 如何降低成本製備納米矽粉, 以及將納米矽粉, 石墨以及 '粘合劑' 非晶碳製備成分布均勻的維納結構複合材料, 是需要研究解決的問題. 2.Li-S (Se) . 除了硫化鋰的溶出問題, 還需解決金屬負極的枝晶問題以保證安全性. 3.水系電池. 水系離子電池因採用中性鹽水溶液作為電解質, 安全性能高, 比傳統水系電池鉛酸電池更加環保 (無汙染) , 能夠在大型儲能技術和電動單車, 低速電動車以及電動大巴車等領域取代鉛酸電池.
