双核壳结构电极材料用于高能量密度柔性锂离子电池

柔性锂离子电池由于具有高能量密度等优点，在柔性电子设备领域具有广阔的应用前景。柔性锂离子电池设计开发的关键不仅在于柔性电极的设计，更对整体电池器件的力学和电化学性能提出了更高的要求。传统柔性电极中，柔性基底材料的低容量贡献以及柔性基底与活性物质之间的弱相互作用都会导致整体电极材料的比容量偏低，进而影响电池器件的能量密度。此外，传统的柔性基底（如钢网、钛片等）在整体电极中质量占比远高于活性物质，会进一步限制器件的整体比容量和能量密度。

 

为了解决这一问题，设计开发具有高活性的柔性基底、同时具有高比重活性物质的柔性电极材料被认为是一种有效的解决途径。目前已有的研究人员报道合成了一系列质轻且具有柔性的碳纳米管基、石墨烯基电极材料，但这类材料仍然受限于稳定的机械性能。研究发现，碳布经过表面改性和刻蚀之后可以降低材料的比重、提升材料的电导率、增加更多有效的活性位点，同时不影响其机械稳定性。因此，这类改性后的碳布在柔性电极材料领域具有广阔的应用前景。但如何将其他高活性物质（如过渡金属氧化物、氮化物、硫化物等）材料通过强相互作用力与其复合、提升材料的比容量仍然面临着一些挑战。

 

近日，中山大学的童叶翔教授和广州大学的刘兆清研究员在设计柔性锂离子电池负极材料上取得了突破，以表面刻蚀剥离处理的碳布作为基底（CC@EC），水热法生长NiCo2O4(NCO)纳米线阵列。该材料应用于锂离子电池负极时表现出优异的储锂性能。作者通过DFT计算发现，NCO与CC@EC具有强相互电子作用，在锂离子传输过程中具有更低的反应能垒。此外，作者进一步通过原位拉曼光谱阐明了CC@EC基底对电极材料储锂性能提升的贡献。在此基础上，他们获得了高载量下高能量密度（314 Wh/kg）的全柔性锂离子电池（总重量为281 mg），其具有出色的柔韧性和良好的储能性能，为未来的便携能源开启了新的方向。我们在充电头上都能看到一个输出电流，主流的是1A和2A，2A已经算是快充了，例如一个3000mA的电池2A充满电只需要1.5h。现在很多手机都在宣传快充技术，例如充电五分钟，通话两小时，这些除了对充电设备，软件有要求外，关键还是要电池能够承受快充的大电流，并且能够保持良好的循环稳定性。所以不是所有的手机电池都适合拿去大电流充电，可能你的电池当初就没有配套快充技术呢，也许会大大减少你电池的使用寿命。

在电池使用过程中，电池放出的容量占其额定容量的百分比，称为放电深度。 放电深度的高低和二次电池的充电寿命 有很深的关系，当二次电池的放电深度越深，其充电寿命就越短，因此在使用时应尽量避免深度放电。