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有限元数值模拟在高性能锂二次电池设计中的应用进展
1
作者 刘朔 宋雪旦 +4 位作者 聂全灏 张强 杨艺 于畅 邱介山 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期3896-3910,共15页
锂二次电池凭借成本低、电压平台高和环境友好等优点备受关注,日益复杂的应用场景对锂二次电池的容量、耐候性以及安全性等提出了更高的要求。阐明复杂工况下材料结构与电池性能之间的“构-效”关系并预测不同服役工况下的电池性能,对... 锂二次电池凭借成本低、电压平台高和环境友好等优点备受关注,日益复杂的应用场景对锂二次电池的容量、耐候性以及安全性等提出了更高的要求。阐明复杂工况下材料结构与电池性能之间的“构-效”关系并预测不同服役工况下的电池性能,对开发出性能更高和适应场景更宽的锂二次电池至关重要。有限元(FEM)数值模拟是基于电场、温度场和力学场等物理场耦合建立电池数值模型,描述电池内部的物质传递、热量传递及界面反应过程的有效方法,能够揭示不同服役工况下材料结构与电池性能的内在规律关系,为高性能锂二次电池设计和开发提供了理论和技术支撑。本文从多物理场耦合方面介绍了电池体系中FEM数值模拟的算法基础、研究范畴和发展历程,综述了FEM数值模拟在高性能锂二次电池设计中的研究进展,展望了未来发展方向及其在储能器件中的应用前景。 展开更多
关键词 电化学 数值模拟 有限元 锂二次电池
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锂二次电池正极材料用四氧化三锰的制备研究 被引量：12
2
作者 陈丽鹃 彭天剑 +2 位作者 田梅 柳立 唐素娟 《应用化工》 CAS CSCD 2012年第3期473-475,479,共4页
在75℃,pH值为6.5下,以一水硫酸锰为原料,采用空气直接氧化法,当控制Mn2+浓度为60～70 g/L,调节适当的空气流量和搅拌速度,反应12 h,即可制备得到符合锂二次电池正极材料用的四氧化三锰,产物为类球形貌,晶形完整,该Mn3O4振实密度大于1.8... 在75℃,pH值为6.5下,以一水硫酸锰为原料,采用空气直接氧化法,当控制Mn2+浓度为60～70 g/L,调节适当的空气流量和搅拌速度,反应12 h,即可制备得到符合锂二次电池正极材料用的四氧化三锰,产物为类球形貌,晶形完整,该Mn3O4振实密度大于1.85 g/m3,Mn含量高于70.5%,S含量低于0.15%,主要金属杂质含量均在30×10-6以下,中位粒径在6～14μm范围内。 展开更多
关键词 四氧化三锰 制备 锂二次电池 正极材料
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离子液体用作锂二次电池电解液的研究进展 被引量：7
3
作者 黄再波 高德淑 +2 位作者 李朝晖 蒋晶 刘爱虹 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2006年第9期774-778,共5页
离子液体具有热稳定性好、不挥发、不燃烧、电导率高、电化学窗口宽等优点,用作锂二次电池电解液有很好的应用前景。对离子液体用作锂二次电池电解液的研究进展进行了介绍。
关键词 离子液体 锂二次电池 电解液
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聚合物电解质在锂二次电池中的应用 被引量：7
4
作者 唐致远 薛建军 +1 位作者 李建刚 杨敬武 《电池》 CAS CSCD 北大核心 2000年第5期222-224,共3页
采用聚合物电解质能够有效地提高锂二次电池性能。良好电导率、高锂离子迁移数、宽电化学窗口是聚合物电解质应用于锂二次电池中的关键。在此基础上讨论了各类聚合物电解质的电化学性能和应用范围。
关键词 聚合物电解质 锂二次电池 电化学性能
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纳米SnO_2锂二次电池负极材料的性能研究 被引量：5
5
作者 黄峰 卢献忠 +1 位作者 雷雪梅 李思 《武汉科技大学学报》 CAS 2006年第2期129-132,共4页
采用溶胶-凝胶法合成前驱物Sn(OH)4胶体,在不同温度下加热分解,得到一系列纳米SnO2试样。通过恒流充放电和循环伏安(CV)实验,表征了不同结构和颗粒度的纳米SnO2锂二次电池负极材料的电化学性能。结果表明,纳米SnO2试样的电化学性能对热... 采用溶胶-凝胶法合成前驱物Sn(OH)4胶体,在不同温度下加热分解,得到一系列纳米SnO2试样。通过恒流充放电和循环伏安(CV)实验,表征了不同结构和颗粒度的纳米SnO2锂二次电池负极材料的电化学性能。结果表明,纳米SnO2试样的电化学性能对热处理温度很敏感,800℃热分解试样的电化学性能较好。 展开更多
关键词 锂二次电池 负极材料 纳米SNO2 溶胶-凝胶法
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自由基聚合物锂二次电池正极材料 被引量：3
6
作者 邓凌峰 李新海 +1 位作者 肖立新 张云河 《电池》 CAS CSCD 北大核心 2004年第2期93-95,共3页
PTMA[聚(2,2,6,6 四甲基哌啶 4 甲基丙烯酸酯 1 氮氧自由基)]的循环伏安曲线(扫描速度:10mV/s)表明PTMA具有良好的氧化还原反应可逆性和循环稳定性。PTMA的最大放电比容量为78 4mAh/g[以0 3mA(0 2C)充放电],是它理论比容量(111mAh/g)的7... PTMA[聚(2,2,6,6 四甲基哌啶 4 甲基丙烯酸酯 1 氮氧自由基)]的循环伏安曲线(扫描速度:10mV/s)表明PTMA具有良好的氧化还原反应可逆性和循环稳定性。PTMA的最大放电比容量为78 4mAh/g[以0 3mA(0 2C)充放电],是它理论比容量(111mAh/g)的70 6%,充放电曲线分别在3 65V(vs Li/Li+)和3 56V(vs Li/Li+)处有一个很平稳的平台,经过100次循环后电池的放电比容量相对于最大放电比容量只衰减了2%,以10C的充电速度6min能充满电池容量的85 5%,表明锂/PTMA扣式电池具有优良的循环性能和快速充放电性能。 展开更多
关键词 正极材料 锂二次电池 自由基聚合物 电化学性能 循环伏安曲线
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锂二次电池金属氟化物正极材料研究进展 被引量：3
7
作者 王欣 王先友 +2 位作者 伍文 王国宝 曹俊琪 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2009年第3期231-235,共5页
新型高性能正极材料的研究和开发是高性能锂二次电池发展的重点之一,对锂二次电池未来的发展有着非常重要的意义。金属氟化物是近年来发展起来的并且有较大应用前景的锂二次电池新型正极材料。根据近年来金属氟化物正极材料的研究进展,... 新型高性能正极材料的研究和开发是高性能锂二次电池发展的重点之一,对锂二次电池未来的发展有着非常重要的意义。金属氟化物是近年来发展起来的并且有较大应用前景的锂二次电池新型正极材料。根据近年来金属氟化物正极材料的研究进展,重点介绍了可逆化学转换反应、碳金属氟化物纳米复合物、混合导体金属氟化物纳米复合物等新概念,分析了金属氟化物用作锂二次电池正极材料的优缺点,对金属氟化物正极材料的研究和开发及其相关的技术问题进行了讨论。并且重点叙述了性能优良、应用前景明显的锂二次电池新型正极材料——铁的氟化物和铋的氟化物与氟氧化物的结构、电化学性能和反应机理。 展开更多
关键词 可逆化学转换反应 纳米复合物 金属氟化物 锂二次电池
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改性氧基氯化铁(FeOCl)的电化学可逆性及其在锂二次电池中应用的研究 被引量：4
8
作者 陈震 陈日耀 +1 位作者 陈日煌 詹宝玉 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 1995年第2期33-37,共5页
通过循环伏安法、X射线衍射法、电子探针微区分析法、原子吸收光谱法等物理化学分析方法指出,经过苯胺改性后的氧基氯化铁(FeOCl)具有一定的电化学可逆性,可用作为锂二次电池的阴极活性物质.
关键词 锂二次电池 苯胺 层状化合物 应用
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电化学法聚吡咯膜作锂二次电池正极的电池性能 被引量：6
9
作者 任丽 陈晓凤 马建江 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期133-136,共4页
以电化学法制备的聚吡咯膜作正极,组装锂/聚吡咯(PPy)二次电池。运用CHI650B电化学工作站和LAND电池测试系统对电池性能进行测试和表征。结果表明,当充放电电流为0.05 mA,正极片成型压力为10 MPa时,电池的放电比容量和库仑效率随循环次... 以电化学法制备的聚吡咯膜作正极,组装锂/聚吡咯(PPy)二次电池。运用CHI650B电化学工作站和LAND电池测试系统对电池性能进行测试和表征。结果表明,当充放电电流为0.05 mA,正极片成型压力为10 MPa时,电池的放电比容量和库仑效率随循环次数增加而缓慢增大,经过60个循环后放电比容量达到36 mAh/g,库仑效率为100%。电池的循环伏安曲线存在明显的氧化还原峰,且峰电流很大,说明PPy正极材料的氧化还原可逆性很好。采用电化学阻抗谱分析了电池的内部作用机理,为进一步提高电池综合性能提供理论依据。 展开更多
关键词 电化学法 聚吡咯膜 锂二次电池 正极
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离子液体电解质在锂二次电池中的应用 被引量：2
10
作者 魏增福 苏伟 +1 位作者 钟国彬 刘青山 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第S1期1-7,共7页
锂二次电池作为动力电池,被寄予厚望。但锂二次电池面临的安全隐患也是不容忽视的,是当前亟需解决的问题,而这与电解质的性质有着紧密的联系。离子液体由于具有较宽电化学窗口、良好的导电性、高热稳定性、几乎无挥发及不燃烧等优良的特... 锂二次电池作为动力电池,被寄予厚望。但锂二次电池面临的安全隐患也是不容忽视的,是当前亟需解决的问题,而这与电解质的性质有着紧密的联系。离子液体由于具有较宽电化学窗口、良好的导电性、高热稳定性、几乎无挥发及不燃烧等优良的特性,正在作为一种新型绿色替代溶剂被电化学领域所关注。离子液体的不燃烧特性,对于替代传统有机电解质具有十分重要的意义。本文阐述了新型溶剂"离子液体"作为电解质在锂二次电池中的应用,其中重点阐述了在碳、硅、钛酸锂(Li4Ti5O12)、磷酸亚铁锂(LiFePO4)、钴酸锂LiCoO2、镍锰酸锂(LiNix Mny Oz),镍钴锰锂(LiNix Coy Mnz Ow)及在锂硫(Li-S)电池中的应用。 展开更多
关键词 锂二次电池 电解质 离子液体 电化学
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锂二次电池新型正极材料FeF_3(H_2O)_(0.33)的制备及电化学性能研究 被引量：2
11
作者 伍文 王先友 +4 位作者 王欣 王国宝 杨顺毅 魏建良 李娜 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第11期1824-1827,共4页
用水热法制备FeF3（H2O）4．5前驱体，在惰性气体保护下将前驱体制备成含微量水的FeF3（H2O）0.33，FeF3（H2O）0.33与乙炔黑球磨制备成锂二次电池新型纳米级的复合正极材料。通过傅里叶红外光谱（FT-IR）、X射线衍射（XRD）、扫描电镜... 用水热法制备FeF3（H2O）4．5前驱体，在惰性气体保护下将前驱体制备成含微量水的FeF3（H2O）0.33，FeF3（H2O）0.33与乙炔黑球磨制备成锂二次电池新型纳米级的复合正极材料。通过傅里叶红外光谱（FT-IR）、X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和电化学测试等研究了材料的结构和电化学性能。结果表明，所制备的FeF3是含微量水的FeF3（H2O）0.33，具有典型正交晶系结构，并且所制备的材料粒径均匀。FeF3（H2O）0.33／C复合材料在充放电倍率为0．1C和电压范围在2．0～4．5V内，具有较高的放电比容量和容量保持率。其首次放电比容量为190mAh／g，在循环30次后容量保持率为第2次的86％。 展开更多
关键词 锂二次电池 正极材料 FeF3(H2O)0.33/C复合材料 电化学性能
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离子液体电解质在锂二次电池中的应用研究(上) 被引量：4
12
作者 杨立 房少华 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2010年第2期101-105,共5页
离子液体（Ionic liquid,ILs）,是完全由阳离子和阴离子所组成的低熔点盐类物质;与传统的有机溶剂相比,具有以下优异的物理化学性质：蒸气压极低,不易挥发;不易燃烧;高热稳定性;液态温度范围宽;高电导率;电化学窗口宽;好的化学稳定性,... 离子液体（Ionic liquid,ILs）,是完全由阳离子和阴离子所组成的低熔点盐类物质;与传统的有机溶剂相比,具有以下优异的物理化学性质：蒸气压极低,不易挥发;不易燃烧;高热稳定性;液态温度范围宽;高电导率;电化学窗口宽;好的化学稳定性,好的溶解能力。离子液体所具有的这些特性，使其适合作为安全型电解质应用在锂二次电池中。 展开更多
关键词 锂二次电池 液体电解质 离子液体 应用 LIQUID 物理化学性质 高热稳定性 电化学窗口
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PPy/SiO_2纳米复合材料作锂二次电池正极的研究 被引量：1
13
作者 任丽 成国祥 +1 位作者 王立新 朱嫦娥 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期613-615,共3页
首先以化学氧化聚合法制备出电导率较高的聚吡咯/二氧化硅(PPy/SiO2)纳米复合材料,将其制成正极片后,以锂片为负极组装成扣式电池,通过充放电测试初步探索其电化学性能。考察了复合正极材料电导率、充放电电流和正极片成型压力对电池性... 首先以化学氧化聚合法制备出电导率较高的聚吡咯/二氧化硅(PPy/SiO2)纳米复合材料,将其制成正极片后,以锂片为负极组装成扣式电池,通过充放电测试初步探索其电化学性能。考察了复合正极材料电导率、充放电电流和正极片成型压力对电池性能的影响。结果表明,以导电率较高的PPy/1% APS SiO2 纳米复合材料作正极活性物质,以较小充电电流0.1mA,适当的成型压力20MPa时电池比容量最高,接近40mAh/g。并且用扫描电镜(SEM)分析了充放电对正极材料结构的影响。 展开更多
关键词 聚吡咯 锂二次电池 正极 复合材料
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铁氰化钾/碳用作锂二次电池正极材料 被引量：2
14
作者 周飞 赵培正 郑洪河 《电池》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期139-142,共4页
用SEM、循环伏安和充放电测试对用作锂二次电池正极的铁氰化钾[K3Fe(CN)6]/碳(C)复合材料进行分析。在充放电过程中,复合材料在3.05 V/2.95 V经历液相电化学过程,在3.64 V/3.55 V经历固相电化学过程。复合材料在2.0～4.0 V充放电,0.5 C... 用SEM、循环伏安和充放电测试对用作锂二次电池正极的铁氰化钾[K3Fe(CN)6]/碳(C)复合材料进行分析。在充放电过程中,复合材料在3.05 V/2.95 V经历液相电化学过程,在3.64 V/3.55 V经历固相电化学过程。复合材料在2.0～4.0 V充放电,0.5 C倍率时的可逆比容量为71.4 mAh/g;10.0 C倍率时的放电容量保持率为73%;2.0 C倍率循环700次的容量保持率在80%以上,容量的衰减主要发生在固态电化学过程。 展开更多
关键词 铁氰化钾[K3Fe(CN)6] 锂二次电池 正极 电化学性能
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离子液体电解质在锂二次电池中的应用研究(下) 被引量：2
15
作者 杨立 房少华 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2010年第3期218-222,244,共6页
2季铵类离子液体电解质 同咪唑类离子液体相比,季铵类离子液体的电化学稳定性更好,其还原电位常低于0V（vs.Li/Li＋）,这使其有希望可以承受锂的电化学沉积和溶解而自身不易发生还原分解；同时其氧化电位常高于5V（vs．Li／Li^＋），... 2季铵类离子液体电解质 同咪唑类离子液体相比,季铵类离子液体的电化学稳定性更好,其还原电位常低于0V（vs.Li/Li＋）,这使其有希望可以承受锂的电化学沉积和溶解而自身不易发生还原分解；同时其氧化电位常高于5V（vs．Li／Li^＋），这使其在正极材料表面不易发生氧化分解。但季铵类离子液体同咪唑类离子液体特别是EMI^＋阳离子的离子液体相比，粘度高，电导率低，这些也是阻碍季铵类离子液体实际应用的不利条件。 展开更多
关键词 离子液体 锂二次电池 液体电解质 应用 电化学稳定性 电化学沉积 还原电位 还原分解
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新型锂二次电池阴极材料Li(Al_(0.3)Co_(0.7))O_2的充放电特性
16
作者 郝万军 李畅 +2 位作者 徐晓光 陈岗 许武 《吉林大学学报（理学版）》 CAS CSCD 北大核心 2002年第2期179-182,共4页
研究应用于锂二次电池阴极的新型高能量密度存贮材料 L i( Alx Co1- x) O2 的充放电特性 ,并与相同条件下制备的传统材料 L i Co O2 进行对比 .结果表明 ,70 0℃烧结的Li( Al0 .3 Co0 .7) O2 有较好的充放电平台 ,电化学容量大于同样条... 研究应用于锂二次电池阴极的新型高能量密度存贮材料 L i( Alx Co1- x) O2 的充放电特性 ,并与相同条件下制备的传统材料 L i Co O2 进行对比 .结果表明 ,70 0℃烧结的Li( Al0 .3 Co0 .7) O2 有较好的充放电平台 ,电化学容量大于同样条件下制备的 Li Co O2 . 展开更多
关键词 锂二次电池 阴极材料 Li(Al0.3Co0.7)O2 充放电特性 电化学容量 能量密度 循环特性
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锂二次电池聚吡咯基复合正极材料的研究
17
作者 任丽 成国祥 +1 位作者 朱嫦娥 王立新 《精细化工》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期88-90,141,共4页
以聚吡咯 /二氧化硅 (炭黑 )〔PPy/SiO2 (C)〕复合材料作正极 ,组装成锂 /聚吡咯二次电池。探讨了不同掺杂材料、充放电电流对该电池性能的影响。结果表明 ,复合材料电导率越高、充放电电流越小 ,电池容量越高 ,循环性能越好 ;其中PPy/A... 以聚吡咯 /二氧化硅 (炭黑 )〔PPy/SiO2 (C)〕复合材料作正极 ,组装成锂 /聚吡咯二次电池。探讨了不同掺杂材料、充放电电流对该电池性能的影响。结果表明 ,复合材料电导率越高、充放电电流越小 ,电池容量越高 ,循环性能越好 ;其中PPy/APS SiO2 电导率最高为 3 3 3S/cm ,当充放电电流为 0 1mA时 ,电极最大放电比容量达到41 89mA·h/g ,经 3 0个充放电循环后 ,充放电效率仍为 98 2 %。通过元素分析和SEM研究了经充、放电后正极材料的组成和形态结构的变化 ,验证了锂 /聚吡咯二次电池的工作原理 。 展开更多
关键词 锂二次电池 聚吡咯 正极 复合材料 二氧化硅 炭黑
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软化学技术合成高容量锂二次电池正极材料AgV_3O_8(英文)
18
作者 曹晓雨 李涛 +2 位作者 谢玲玲 闫向阳 王驰伟 《电化学》 CAS CSCD 北大核心 2008年第2期184-189,共6页
应用软化学方法合成层状AgV3O8正极材料,并用XRD(粉末X-射线衍射)、SEM(扫描电子显微镜)和LPSA(激光粒度分析)表征了材料的结构和形貌,采用恒流充放电技术研究了其电化学性能.SEM和LPSA测试结果显示所制备的材料具有较小的颗粒尺寸和较... 应用软化学方法合成层状AgV3O8正极材料,并用XRD(粉末X-射线衍射)、SEM(扫描电子显微镜)和LPSA(激光粒度分析)表征了材料的结构和形貌,采用恒流充放电技术研究了其电化学性能.SEM和LPSA测试结果显示所制备的材料具有较小的颗粒尺寸和较窄的粒度分布区间.恒流充放电测试结果表明,该材料具有高的放电比容量,其中400℃下获得的材料首次放电容量高达760.5 mAh/g. 展开更多
关键词 软化学合成 AgV3O8 正极材料 锂二次电池
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聚吡咯微观形貌对其用作锂二次电池正极的影响
19
作者 任丽 张威 陈晓凤 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2010年第12期64-66,110,共4页
制备出了线状、球状和无规聚吡咯(PPy),以其用作锂二次电池的正极,考察正极材料的微观形貌对电池性能的影响。采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和四探针测试仪对PPy微观形貌和电导率进行表征。结果表明,线状PPy的直径约为100nm,长度达... 制备出了线状、球状和无规聚吡咯(PPy),以其用作锂二次电池的正极,考察正极材料的微观形貌对电池性能的影响。采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和四探针测试仪对PPy微观形貌和电导率进行表征。结果表明,线状PPy的直径约为100nm,长度达到几微米;线状、球状及无规PPy的电导率依次为6.25S/cm、3.34S/cm和1.71S/cm。运用CHI650B电化学工作站和LAND电池测试系统对电池性能进行测试和表征。结果表明,线状PPy作正极的锂二次电池最高放电比容量为60mAh/g,明显高于球状和无规PPy作正极的结果;采用电化学阻抗谱分析了电池的内部作用机理,为进一步提高电池综合性能提供理论依据。 展开更多
关键词 聚吡咯 微观形貌 锂二次电池 正极
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锂二次电池MXenes基电极的研究进展
20
作者 王海婷 刘欢 +1 位作者 杜慧玲 郗雪艳 《电池》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期298-301,共4页
二维(2D)过渡金属碳氮化合物(MXenes)的合成方法主要可分为刻蚀法、化学转化法和自下而上构造法;重点介绍MXenes基电极在锂二次电池中的研究进展;分析MXenes目前大批量合成手段单一、原材料价高的问题;展望在具有更高导电性、更高比容... 二维(2D)过渡金属碳氮化合物(MXenes)的合成方法主要可分为刻蚀法、化学转化法和自下而上构造法;重点介绍MXenes基电极在锂二次电池中的研究进展;分析MXenes目前大批量合成手段单一、原材料价高的问题;展望在具有更高导电性、更高比容量的锂离子电池中的应用。 展开更多
关键词 二维(2D)过渡金属碳氮化合物(MXenes) 合成方法 电极材料 锂二次电池
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