NanoEnergy - Carbon-based spherical nanocomposites for electrochemical energy storage
NanoEnergy - 用于电化学储能的碳基球形纳米复合材料
基本信息
- 批准号:379644293
- 负责人:
- 金额:--
- 依托单位:
- 依托单位国家:德国
- 项目类别:Research Grants
- 财政年份:2017
- 资助国家:德国
- 起止时间:2016-12-31 至 2022-12-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
The project will develop new carbon-based spherical hybrid nanomaterials for anodes in lithium ion batteries (LIB). We will apply our functionalization strategy on conversion electrode materials which show particularly high capacity for energy storage. Thus, potential electrode materials will be converted into actual energy storage materials by functionalization as carbon-based nanohybrides. Major design strategies involve: (i) nanoscaled conversion materials; (ii) carbon nanostructures forming a conducting network which is stable upon electrochemical cycling; (iii) strong bonding or encapsulation of the active materials to the carbon structure in order to ensure electrical contact to the active material to the conductive network even upon disintegration of the materials. Different preparation techniques will be applied such as CVD with use of hard templates (e.g. for pristine carbon spheres and graphene deposition) and wet chemistry routes (for guest molecules filling). The prepared samples will be characterized by means of a variety of tools used in the project, e.g., Raman, FT-IR, TGA, TEM-EDX, SEM, BET, XRD, XPS, in-situ magnetic studies, and Electron-Spin-Resonance. Electrochemical properties will be studied by Cyclic Voltammetry, GCPL, and electrochemical impedance spectroscopy EIS. In-situ XRD will be used for particular materials in order to further elucidate the electrochemical mechanisms and structural changes upon cycling. For selected materials, post-cycled materials will be studied by means of XRD, SEM, TEM, and XPS in order to assess the effect of cycling on the structure and the morphology.The project demands expertise in the fields of materials science, chemistry, and physics so that an interdisciplinary approach is required. There are clear benefits for both partners as none of the teams can reach the tasks alone. We hence suggest to combine the particular strengths of the Polish team in synthesis and investigation of carbon nanomaterials and its composites with a well renowned expertise in the investigation of electrochemical and physical properties of novel materials by the German team. We believe that with our approach we can move forward to explore a new class of materials useful for anodes in LIBs.
该项目将开发用于锂离子电池(LIB)阳极的新型碳基球形杂化纳米材料。我们将把我们的功能化策略应用于具有特别高能量存储能力的转换电极材料。因此,潜在的电极材料将通过碳基纳米杂化物的功能化转化为实际的储能材料。主要设计策略包括:(i)纳米级转换材料; (ii)碳纳米结构形成在电化学循环时稳定的导电网络; (iii)活性材料与碳结构的牢固结合或封装,以确保即使在材料崩解时活性材料与导电网络的电接触。将应用不同的制备技术,例如使用硬模板的 CVD(例如用于原始碳球和石墨烯沉积)和湿化学路线(用于客体分子填充)。准备好的样品将通过项目中使用的各种工具进行表征,例如拉曼、FT-IR、TGA、TEM-EDX、SEM、BET、XRD、XPS、原位磁性研究和电子自旋-谐振。将通过循环伏安法、GCPL 和电化学阻抗谱 EIS 研究电化学性质。原位 XRD 将用于特定材料,以进一步阐明循环过程中的电化学机制和结构变化。对于选定的材料,将通过 XRD、SEM、TEM 和 XPS 对循环后的材料进行研究,以评估循环对结构和形貌的影响。该项目需要材料科学、化学、和物理学,因此需要跨学科的方法。对于合作双方来说,这都有明显的好处,因为没有一个团队可以单独完成任务。因此,我们建议将波兰团队在碳纳米材料及其复合材料的合成和研究方面的特殊优势与德国团队在新型材料电化学和物理性能研究方面的知名专业知识相结合。我们相信,通过我们的方法,我们可以继续探索可用于锂离子电池阳极的新型材料。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
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