新型锗基储锂电极材料的制备及表界面性质研究

项目名称： 新型锗基储锂电极材料的制备及表界面性质研究

项目编号： No.21403157

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： 柯福生

作者单位： 武汉大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 锗因具有高比容量和各向同性等特点而成为锂离子电池新型负极材料的研究热点之一，但锗面临的最大挑战是充放电过程中存在严重的体积膨胀导致容量快速衰减的问题。本项目拟采用多孔结构和多元合金化解决锗的体积膨胀问题。探索不同结构和孔径锗基（Ge、Ge-Sb和Ge-Sb-Cu合金）材料的制备方法，系统研究结构、孔径大小和组分对锗基负极材料电化学性能的影响，并通过调控锂离子和电子的传输通道，研制出具有高比容量、高倍率和高安全性能锂离子电池新型结构锗基负极材料；采用时间分辨原位X-衍射技术，研究不同结构锗基电极材料在充放电过程中的晶相变化和储锂机理，同时结合电化学交流阻抗和电化学原位红外光谱技术，研究上述不同结构电极表面的固体电解质膜的形成机理，阐明不同结构锗基材料的结构、电化学性能和界面反应的内在关系，为发展适合锗基材料电解液提供理论指导。研究结果对新型高容量离子电池负极材料的研发具有重要的理论指导意义。

中文关键词： 多孔材料；锗基材料；原位X-射线衍射；锂离子电池；

英文摘要： Germanium has gained much attention during the past few years largely due to its superior capacity and unique isotropic lithiation. The primary challenge to achieving stable performance of Ge electrode originates from the large volume change occurring dur

英文关键词： Porous materials；Ge-based materials；In situ XRD；Lithium-ion battery；