麦立强课题组在新型电极材料构筑领域研究取得新进展

发布:2015-10-29 来源:新材料研究所 浏览:5079 字体:
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  新闻经纬讯 近日,我校麦立强课题组在新型电极材料构筑领域取得最新研究成果,相关论文成功发表在Advanced Energy Materials, Advanced Science等杂志上,该研究得到了国家杰出青年基金和国家重点基础研究发展计划等项目资助。

  课题组首先通过便捷的有机酸辅助干燥法成功构筑束状K3V2(PO4)3/C纳米线复合正极材料(Advanced Energy Materials, DOI: 10.1002/aenm.201500716),使用in-situ和ex-situ XRD表征手段证实了该材料具有稳定的骨架结构,其作为钠离子电池正极材料能在100 mA g-1的电流密度下,初始容量可达119 mAh g-1,经过100次循环后容量稳定在118mAh g-1,放电容量保持率在循环2000次后仍达到99%。在该复合正极材料中,束状纳米线的包覆碳层既提高了电子电导率,又增强了K3V2(PO4)3束状纳米线结构的稳定性;K3V3(PO4)3骨架结构为K+提供扩大钠离子的传输通道,提高了其晶体结构的稳定性,两方面的协同作用使得束状K3V2(PO4)3/C纳米线复合正极材料具备优异的电化学性能。该工作还被Advanced Energy Materials评为VIP论文和封面,受到Wiley中国Materials Views网站专题评述。

  课题组进一步通过氧化还原模板法与真空热处理设计并构筑了石墨烯包覆无定形钒酸铜纳米花结构(Advanced science, DOI: 10.1002/advs.201500154)。研究发现,这种无定形结构显示出超高的电容特性,高扫速下其电容控制的容量比例能高达84%,有助于提高倍率性能。同时,研究发现钒酸铜在首次放电过程中形成金属铜,能有效增强电极材料的电导率,提高循环性能。该钒酸铜纳米花由多孔纳米片构成,可以提供更多电解液接触空间,实现了储锂性能的大幅度改善。相比于未包覆石墨烯无定形钒酸铜纳米花与结晶的钒酸铜,石墨烯包覆无定形钒酸铜纳米花结构显示出了最优异的循环稳定性和倍率性能:在100 mA g-1低电流密度下100圈循环后依然保持着1145 mA h g-1的超高比容量,在高电流密度20 A g-1下7000圈循环后其容量依然保持在672.5 mA h g-1。该工作受到了Wiley中国Materials Views网站专题评述。(供稿 新材料研究所 实习编辑 唐艳玉)

  【小资料】Advanced Energy Materials和Advanced Science均是Wiley旗下的最新精英期刊。Advanced Energy Materials于2010年11月19日创刊,是一个跨学科的国际性英文期刊,集中报道与能源相关的材料研究领域的重要进展。它采取同行评审的稿件处理模式,主要刊登特邀综述、进展报告、研究论文和快讯,涵盖内容包括与能源采集、转换和存储相关的各个领域,比如光电效应、电池、超级电容器、热电效应、燃料电池和超导体,其影响因子在2015年达到新高16.146。Advanced Science是Wiley最新的、高品质的多学科开放获取期刊,刊载覆盖材料科学、物理、化学、医学、生命科学、以及工程学等领域的基础研究和应用研究,执行严格公正的评审制度,以最高质量为标准,出版前沿科学论文,将创造优质的开放获取期刊。

关键词 新型电极材料构筑领域

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