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我院刘文博副教授在Journal of Materials Chemistry A上发表封面文章
发布时间:2019-06-26 16:11:24      点击:0
        近日,澳门赌场刘文博副教授团队在高能量密度,长循环稳定性锂离子电池研究方面取得重要进展,相关研究成果以“Freestanding 3D nanoporous Cu@1D Cu2O nanowire heterostructures: from a facile one-step protocol to robust application in Li storage”为题发表于材料领域国际权威期刊《Journal of Materials Chemistry A》(IF: 10.733),并被选做封面文章。
        当今,锂离子电池因能量密度高、循环稳定性优异、体积小及无污染等特性,被广泛应用于人们的日常生活中,如便携式3C产品、家用电器和电动交通工具等。随着石墨负极的广泛应用,锂离子电池的循环寿命得到明显改善。然而,石墨负极理论比容量仅为372 mAh/g,无法满足储能和动力电池对能量密度和功率密度的需求。过渡金属氧化物作为锂离子电池阳极材料因其理论容量显著高于商用石墨而备受关注。其中,氧化亚铜因其性能优良,成本低廉,自然资源丰富在锂离子电池应用中极具前景。尽管如此,充放电过程中剧烈的体积与结构变化及较差的电子导电性仍是其目前难以克服的关键问题,极易造成长循环过程中容量快速衰减,最终导致电池失效。如何克服氧化亚铜电极材料嵌脱锂过程中的结构劣化并提高其循环稳定性目前仍是一项巨大挑战。
        基于上述问题,刘文博副教授团队首次发展出一种“欠电位氧化辅助去合金化技术”(UPO-assisted dealloying),即针对Mn-Cu二元合金在5wt.%浓度的H2SO4溶液中,施加-0.2V(SCE) 恒电位腐蚀,原位合成出具有低维异质结构的自支撑三维纳米多孔铜@一维氧化亚铜纳米线网络型一体化电极(3D NPC@1D Cu2O NWN)。这种独特的低维纳米异质结构一体化电极作为锂离子电池阳极表现出优异的储锂性能,包括超高的首次可逆容量,良好的循环稳定性及优异的倍率性能。这主要归因于该电极结构在充放电过程中可有效缓冲巨大的体积变化,提供丰富的电化学反应活性位点,缩短了电子/离子的传输路径,以及构建了可靠的3D/1D复合纳米异质结构且无添加任何粘结剂或导电剂。该工作对高性能锂电池用过渡金属氧化物基电极材料的设计与构建具有重要启示。
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        该工作得到了国家自然科学基金、四川省国际合作、香江学者计划以及澳门赌场自然基金培育项目的资助。
        原文链接:"/">https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2019/ta/c9ta02565k