碳納米管在柔性能源存儲(chǔ)領(lǐng)域有極大潛力

• 2018年11月8日 HaoChenChong來(lái)源：中國(guó)新能源網(wǎng) 1141 73
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近日，江西理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院碳納米材料團(tuán)隊(duì)師生在國(guó)際頂級(jí)期刊Advanced Energy Materials (影響因子21.875)發(fā)表論文，題為“Engineering the Surface/interface of Horizontally Oriented Carbon Nanotube Macrofilm for Foldable Lithium-i

近日，江西理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院碳納米材料團(tuán)隊(duì)師生在國(guó)際頂級(jí)期刊Advanced Energy Materials (影響因子21.875)發(fā)表論文，題為“Engineering the Surface/interface of Horizontally Oriented Carbon Nanotube Macrofilm for Foldable Lithium-ion Battery withstanding Variable Weather”。我校吳子平教授和華中科技大學(xué)夏寶玉教授是該論文通訊作者，江西理工大學(xué)為論文第一完成單位，我校碩士生劉亭、張明為該工作共同第一作者。

鋰離子電池(LIBs)是目前最常見(jiàn)的儲(chǔ)能器件，隨著可穿戴電子設(shè)備的興起，電池的柔性化是實(shí)現(xiàn)設(shè)備可穿戴的基礎(chǔ)，而柔性集流體是LIBs實(shí)現(xiàn)柔性的關(guān)鍵。當(dāng)前LIBs集流體主要為銅箔和鋁箔，限制了電池的可變形性;此外，電池會(huì)隨著天氣的變化出現(xiàn)電化學(xué)性能波動(dòng)，如在寒冷的天氣電池甚至停止工作，這是可穿戴電子器件在外表穿戴必須面臨的一個(gè)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，但卻很少被關(guān)注。

該工作以紙為基質(zhì)，通過(guò)表界面改性實(shí)現(xiàn)了定向碳納米管膜(HUCNMs)規(guī)?；苽?。所得HUCNMs面積達(dá)~1800 mm×1000 mm，將其用作LIBs正負(fù)極集流體，LIBs展現(xiàn)出卓越的柔性、電化學(xué)穩(wěn)定性和倍率性能;單層全電池容量高于700 mAh，比容量160 mAh/g，在模擬不同溫度(-40~70℃)及低壓條件下，電池仍保持穩(wěn)定的電化學(xué)性能，顯示出優(yōu)異的耐候性。

此外，課題組近期還研發(fā)了基于碳納米管的柔性線(xiàn)纜型電池，發(fā)表在Small (影響因子9.598, DOI: 10.1002/smll.201800414)，所得電池體積能量密度達(dá)215 mWh /cm3，為現(xiàn)有文獻(xiàn)報(bào)道最高值7倍以上，這些展示了碳納米管在柔性能源存儲(chǔ)領(lǐng)域極大的應(yīng)用潛力。

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