新能源材料

大連化物所研制出新型混合儲(chǔ)能器件

中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究員吳忠?guī)泩F(tuán)隊(duì)在混合型電化學(xué)儲(chǔ)能器件研究方面取得進(jìn)展，構(gòu)建了具有與鋰離子電池類似工作機(jī)理的搖椅式電池—超級(jí)電容器混合儲(chǔ)能器件，并通過電極容量和動(dòng)力學(xué)“雙匹配”策略，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了器件的高能量密度和高功率密度（“雙高”）。

以鋰離子電池和超級(jí)電容器為代表的電化學(xué)儲(chǔ)能器件應(yīng)用廣泛，然而，傳統(tǒng)鋰離子電池受限于遲緩的體相反應(yīng)而具有較差的功率性能；超級(jí)電容器利用快速的表面過程存儲(chǔ)電荷，但受限于較低的能量密度。二者之間存在較大的性能空白，難以滿足同時(shí)對(duì)能量和功率密度有較高要求的應(yīng)用場(chǎng)景。將電池電極和超級(jí)電容器電極集成在一個(gè)器件內(nèi)，有望結(jié)合兩種儲(chǔ)能機(jī)理的優(yōu)勢(shì)，獲得“雙高”的電池—超級(jí)電容器混合儲(chǔ)能器件。此前研究工作主要利用電池型負(fù)極和雙電層電容型正極器件，該器件構(gòu)型充放電過程所需的離子由電解液提供，與搖椅式工作機(jī)理的鋰離子電池相比需要消耗大量的電解液。（中國(guó)科學(xué)院）

深圳先進(jìn)院研發(fā)出高容量穩(wěn)定有機(jī)儲(chǔ)鉀材料

中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院集成所功能薄膜材料研究中心研究員唐永炳團(tuán)隊(duì)研發(fā)出新型有機(jī)物用于高容量穩(wěn)定鉀離子存儲(chǔ)。

唐永炳團(tuán)隊(duì)成員助理研究員潘慶廣、鄭勇平等設(shè)計(jì)合成了一種具有層狀結(jié)構(gòu)的苯四甲酸四鉀（K4PM）電極材料。由于該小分子有機(jī)材料具有多個(gè)活性位點(diǎn)和大的層間距，從而表現(xiàn)出良好的儲(chǔ)鉀性能，其儲(chǔ)鉀容量高達(dá)292mAh/g，同時(shí)具有優(yōu)異的倍率性能及長(zhǎng)循環(huán)穩(wěn)定性（1 000圈后容量保持率為83%）。該研究為發(fā)展新型有機(jī)儲(chǔ)能電極材料提供了新途徑。（中國(guó)科學(xué)院）

高性能碳基鋰離子電容器產(chǎn)業(yè)化技術(shù)獲進(jìn)展

近日，中國(guó)科學(xué)院青島生物能源與過程研究所先進(jìn)儲(chǔ)能材料與技術(shù)研究組通過開發(fā)高容量和高倍率的正負(fù)極核心材料，負(fù)極可控工業(yè)化預(yù)嵌鋰關(guān)鍵技術(shù)、可修復(fù)高穩(wěn)定性負(fù)極表面SEI膜的構(gòu)建，高效電荷傳輸?shù)恼?fù)電極制備技術(shù)以及可控的穿孔集流體設(shè)計(jì)技術(shù)等，成功研制出長(zhǎng)循環(huán)壽命的碳基鋰離子電容器單體。其單體實(shí)際容量780F，高倍率（100C）循環(huán)10萬圈容量仍然保持95.7%以上。（中國(guó)科學(xué)院）

多階鈣鈦礦鐵電材料的極端條件研究中獲進(jìn)展

中國(guó)科學(xué)院物理研究所/北京凝聚態(tài)物理國(guó)家研究中心極端條件物理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員靳常青團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期開展鈣鈦礦及其相關(guān)材料的設(shè)計(jì)和高壓極端條件研制，通過高壓技術(shù)創(chuàng)新，設(shè)計(jì)并研制出多種含有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)基元的功能新材料。

研究運(yùn)用先進(jìn)的高壓合成技術(shù)，研制了4階有序鈣鈦礦新材料（PbHg3Ti4O12，PHTO）。研究發(fā)現(xiàn)，銀離子是8配位，恰好介于簡(jiǎn)單鈣鈦礦（A的配位數(shù)是12）和常規(guī)的A位有序4階鈣鈦礦（A的配位為4）中間，表明PHTO是一個(gè)聯(lián)接簡(jiǎn)單鈣鈦礦和常規(guī)的A位有序4階鈣鈦礦的新結(jié)構(gòu)。科研人員開展第一性原理計(jì)算，表明PHTO為禁帶寬度約1.70eV的直接帶隙半導(dǎo)體，確認(rèn)這個(gè)結(jié)構(gòu)存在軟膜相變。這是首次在A位有序4階鈣鈦礦AA3B4O12中實(shí)驗(yàn)上明確發(fā)現(xiàn)非中心對(duì)稱的結(jié)構(gòu)相變及位移型鐵電，也是多階鈣鈦礦發(fā)現(xiàn)的溫度最高的鐵電極化，為在多階鈣鈦礦類材料尋找具有高居里溫度的鐵電材料提供了新方向。（中國(guó)科學(xué)院）