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科研动态

万博manbetx手机客户端在锂/钠离子电池领域发表系列高水平研究成果

发布时间:2018-06-01   访问人数:

近来,在锂/钠离子电池用先进电极材料领域,万博manbetx手机客户端化学学院吴兴隆副教授研究小组连续在Advanced MaterialsAdvanced Energy Materials等国际著名学术期刊发表了系列重要研究成果。

为解决金属硫化物用作锂/钠电负极材料时所面临的导电性差和体积变化率大等问题,吴兴隆研究小组在Advanced Materials2018, 30 (21), 1706317)上发表了题为“In Situ Encapsulating α-MnS into N,S-Codoped Nanotube-Like Carbon as Advanced Anode Material: α→β Phase Transition Promoted Cycling Stability and Superior Li/Na-Storage Performance in Half/Full Cells”的研究论文。在该论文中,活性α-MnS纳米颗粒被原位封装入氮硫共掺杂的碳纳米管中,成功设计制备了一个新颖的锂/钠离子电池用高性能负极材料α-MnS@N,S-NTC,表现出优异的电化学储锂/钠和全电池性能。如下图1所示,该论文还首次揭示了首圈充放电过程中自发的电化学αβ相变反应,及其对储锂稳定性的促进作用。

   

1 α-MnS@N,S-NTC复合负极材料的储锂过程示意图及其长循环性能

钠离子电池代表着未来大规模廉价储能的重要发展方向,受到了广泛的关注和研究。该研究小组在前期高比能Na3V2(PO4)2O2F钠电正极材料(Advanced Materials, 2017, 29 (33), 1701968)研究成果的基础上,进一步成功设计了一类新型实用化锂/钠混合离子电池,表现出优异循环、倍率和低温等储能性能。该研究成果发表于Advanced Energy Materials2018, 8 (10), 1702504)上。此外,进一步还制备了Se基高性能复合负极材料3DSG,并与Na3V2(PO4)2O2F正极进行匹配,成功开发出了一类新型钠离子全电池3DSG//Na3V2(PO4)2O2F(如图2所示),表现出超长的循环使用寿命(1 A g-1电流密度下循环15000次后容量保持率仍高达86.3%)以及优异低温和倍率性能。该研究成果也发表于Advanced Energy Materials2018, 8, 1703252)上。由于上述钠电相关研究成果表现出的良好应用前景,还基于此申请了5项相关的发明专利。

吴兴隆副教授于2013年加入万博manbetx手机客户端工作以来,一直从事先进二次电池材料方面的基础研究和应用基础研究工作,已发表/接收了万博manbetx手机客户端下载为第一单位的通讯作者论文56篇,其中包括Adv. Mater. 2篇,Adv. Energy Mater. 3篇,Nano Energy, Energy Storage Mater.Nanoscale Horizons1篇,J. Mater. Chem. A 6 篇,ACS Appl. Mater. Interfaces 10 篇,Chem. Commun. 1篇,Chem. Eur. J. 6篇等。此外,还申请了中国发明专利十余项,已有两项获得了授权。