锂金属负极具有超高的的理论比容量(3860 mAh/g),极低的氧化还原电位(-3.04 V)和较低的质量密度,因而被视作下一代高能量密度可充电电池(>500 Wh/Kg)的终极负极材料。
富锂材料的比容量可达250mAh/g以上,远高于目前的三元材料,然而富锂材料在循环过程中面临着持续的电压平台衰降,这不仅仅会造成电池比能量的降低,还会影响电池管理系统BMS的正常运行。
目前,对于减少Si负极的体积膨胀对电极材料的影响,提高Si负极复合材料中的空隙体积,缓解容量急剧降低,提高Si负极电池的循环寿命等问题,是该领域亟待解决的重大问题。
自1991年索尼首次商业化以来,锂离子电池(LIBs)由于其能量转换效率高,循环寿命长,能量密度高等特点成为了能量存储领域的支柱,近年来对于锂离子电池的研究方兴未艾。
可充电的二次电池能够多次可逆地转化和储存电能,是目前应用于电动汽车和便携式电子设备中的主要供电装置。对于该类储能装置而言,提升其能量密度、功率密度、循环寿命和安全性是研究者们的终极目标。
金属锌(Zn)因其理论容量高(820 mAh g-1),电位低(相对于标准氢电极为-0.762 V),资源丰富,低毒性被认为是水系电池的理想负极材料。
过渡金属氧化物(TMOs)是一类重要的赝电容材料，因其理论比电容高于碳基材料(5–15μF·cm–2 )约一至两个数量级，在超级电容器中有重要的应用前景。
目前,传统的钠离子电池的电化学储能机制,主要分为三种:嵌入机制(碳材料、TiO2,V2O5);转换机制(CoS,NiS,FeSe2);合金机制(Sb,Sn)。
