以碳纳米管膜为纳米反应器构筑三维同轴"纳米电缆"结构的自支撑电极及其储锂性能研究

项目名称： 以碳纳米管膜为纳米反应器构筑三维同轴"纳米电缆"结构的自支撑电极及其储锂性能研究

项目编号： No.21401177

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 程建丽

作者单位： 中国工程物理研究院化工材料研究所

项目金额： 25万元

中文摘要： 提高锂离子电池性能的关键是构建电子、离子协同高速传输的电极材料。具有三维同轴“纳米电缆”结构（内部三维导电骨架，外部同轴共成型负载活性物质）的自支撑式电极，为解决电子/离子界面传输势垒大、非活性物质比重高、加工性能差等问题提供了新思路。制备这种电极的难点是三维导电骨架的简单绿色构筑和活性物质的可控共成型负载。针对这些难点，本项目利用碳纳米管易形成三维导电网络和可控同轴复合的特点，提出以三维碳纳米管膜为纳米反应器，在表面原位可控生长活性物质来构建三维同轴“纳米电缆”结构，简单绿色制备高性能自支撑电极。主要探索三维连通的多孔碳纳米管网络的构筑条件以及形成机理；研究碳纳米管和活性物质共成型复合的关键条件；研究复合材料的电化学性能，揭示材料的结构、组成和性能之间的内在联系。本项目的开展有望为活性物质和集流体的集成提供科学指导，有望为研制新一代轻型、柔性、高性能电源提供理论和科学依据。

中文关键词： 纳米复合材料；共成型；锂离子电池；电化学性能；纳米反应器

英文摘要： Designing electrode material with architecture of fast lithium ion/electron transportation paths is the efficient way to improve the lithium-ion battery’s properties. A designed free-standing electrode with three-dimensional (3D) “skeleton/skin” structure

英文关键词： Nano hybrid material；Conformal coating；Lithium ion batteries；Electrochemcial properties；Nanoreactor