為滿足能源存儲(chǔ)的未來(lái)挑戰(zhàn)，發(fā)展可循環(huán)鋰離子電池是一條重要途徑。然而在鋰離子電池實(shí)際應(yīng)用中，電極和活性材料的電化學(xué)循環(huán)通常會(huì)發(fā)生極化效應(yīng)，導(dǎo)致電極和活性材料中的不均勻電化學(xué)環(huán)境。這將將對(duì)電極材料性能發(fā)揮產(chǎn)生不利影響，如降低鋰離子電池的容量、電壓、倍率和循環(huán)性能等。所以如何在鋰電池電極和活性材料中引入去極化效應(yīng)，提高其電化學(xué)性能是目前能源材料研究領(lǐng)域的一個(gè)重要課題。
北京大學(xué)深圳研究生院新材料學(xué)院潘鋒教授團(tuán)隊(duì)近幾年通過(guò)實(shí)驗(yàn)與理論計(jì)算相結(jié)合，也在此領(lǐng)域開(kāi)展了大量的工作(Nano Lett. 14 (2014) 4700–4706；Nano Lett. 15 (2015) 6102–6109; Nano Lett. 16 (2016) 601–608; Adv. Energy Mater. 6 (2016) 1600856; Nano Energy 20 (2016) 117–125; Nano Lett. 15 (2015) 5590–5596; J. Mater. Chem. A 3 (2015) 9601–9608; J. Mater. Chem. A 3 (2015) 16567–16573; Chem. Commun. 51 (2015) 7855–7858; ACS Appl. Mater. Interfaces 8 (2016) 15361–15368; ACS Appl. Mater. Interfaces 7 (2015) 25105–25112)。該團(tuán)隊(duì)于近期在國(guó)際能源領(lǐng)域重要期刊《Nano Energy》（影響因子11.5）(Nano Energy 2017, 33, 497–507上發(fā)表題為“Depolarization effect to enhance the performance of lithium ions batteries”的綜述文章，深入闡釋了鋰離子電池中的極化效應(yīng)和去極化效應(yīng)的相關(guān)機(jī)理，并系統(tǒng)總結(jié)了在電極材料中引入去極化效應(yīng)的相關(guān)手段和研究進(jìn)展，包括金屬摻雜、納米結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料復(fù)合、表面和界面調(diào)控、3D打無(wú)序結(jié)構(gòu)調(diào)控等。最后對(duì)目前去極化方法的缺點(diǎn)和問(wèn)題進(jìn)行了總結(jié)，并對(duì)未來(lái)去極化方法的發(fā)展進(jìn)行了展望。
圖：鋰離子電池電極材料中的極化現(xiàn)象與去極化效應(yīng)對(duì)比
新材料學(xué)院副研究員鄭家新是該論文的第一作者，潘鋒教授和美國(guó)阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室K. Amine教授為通訊作者。以上工作得到了國(guó)家材料基因組重大專(zhuān)項(xiàng)、國(guó)家自然科學(xué)基金、深圳市科技創(chuàng)新委基金的資助。
文章鏈接： http://dx.doi.org/10.1016/j.nanoen.2017.02.011
Jiaxin Zheng, Jun Lu, K. Amine*, Feng Pan*, “Depolarization effect to enhance the performance of lithium ions batteries”, Nano Energy 33 (2017) 497–507
