三维柔性超结构多级孔负极电化学性能及机理研究数据集

锂离子电池因其高比容量、长循环寿命、环境友好以及轻便等诸多优势备受关注。然而锂离子电池严重依赖负极材料，尽管锂金属负极具有很高的理论比容量，但其在循环过程中会形成锂枝晶导致电池失效。因此高理论比容量和循环稳定性的负极电极材料对于提升锂电池综合性能就具有极其重要的意义。四氧化三钴金属氧化物具备理论比容量高的优势，然而其在放电过程中存在严重的体积变化导致结构破坏，循环稳定性较差。针对这些关键问题，本论文选取不同的碳负极材料负载过渡金属氧化物，通过调控工艺参数获得了结构可控的四氧化三钴纳米复合材料，通过电化学性能测试并结合第一性原理理论计算发现复合材料的性能得到了极大的改善。本团队以酚醛碳的本征亲锂特性为基础，设计了三维亲锂碳化细菌纤维素骨架、基于原位生成Li2C2混合离子电子导电框架以及冰模板法制备的垂直有序取向碳阵列。通过微观/宏观结构优势相结合，得到高性能的复合锂金属负极，这种本征亲锂的三维骨架不仅可以诱导均匀的锂沉积还可以提供足够的空间来适应体积变化，使其在提升锂金属负极安全性的同时具备了柔性。三维柔性负极制备完成后对其进行微观形貌表征，并利用电化学工作站进行电化学性能测试及数据分析。数据大小143.48 MB。