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亚博体育官方app材料与环境工程学院教师在国际顶级学术期刊Advanced Functional Materials上发表论文
作者:王道明 编辑:雷 来源:材料与环境工程学院 时间:2021-04-06 点击量:5115

近日,亚博体育官方app材料与环境工程学院教师以杭电为第一单位首次在国际顶级学术期刊Advanced Functional Materials(2020年影响因子/JCR分区:16.836/Q1)上发表了题为“A General Strategy for Antimony-Based Alloy Nanocomposite Embedded in Swiss-Cheese-Like Nitrogen-Doped Porous Carbon for Energy Storage”的研究论文(DOI: 10.1002/adfm.202009433)。该论文的第一作者是亚博体育官方app材料与环境工程学院青年教师杨涛,共同第一作者是钟家松副教授,通讯作者是澳大利亚伍伦贡大学郭再萍教授,合作者是湖北大学的刘建文副教授,亚博体育官方app杨得鑫副教授、元勇军教授、毛启楠副教授、李心悦副教授。该成果得到了国家自然科学基金、亚博体育官方app省自然科学基金等多项资助。

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随着经济与社会的发展,人们对设备便携化的需求也在逐渐增强。而设备便携化的实现离不开电池的使用,其中锂离子电池(LIBs)具有体积小、质量轻、能量密度大和性能稳定的特点,成为当前充电电池的主流发展方向,但当前LIBs的能量密度远远落后于市场的预期需求。LIBs能量密度在很大程度上取决于负极材料。由于锑具有合适的工作电压和较高的理论存储容量,被认为是一种很有前途的LIBs负极材料,因而受到了广泛的关注。但是锑的负极材料应用在锂离子电池中时还存在容量低和衰减迅速的问题。

鉴于此,本论文作者采用简单易操作的原位自模板法制备了一系列金属—锑合金/多孔碳复合材料。通过该方法制备出的复合材料具有丰富的多孔结构,这种特殊结构既会促进锂离子快速扩散,同时又会减轻材料在重复循环下的体积变化。此外,引入的杂原子和金属—氮配位键有效增强材料的导电性和电极结构完整性,使得以锑基复合材料作为负极的LIBs具有高容量和出色的循环稳定性。电化学动力学研究表明循环过程中容量的增加主要由扩散机制控制。这一基础研究成果对于推动新型能源材料的发展具有重要意义。

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MS@NPC复合材料的制备示意图

 

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不同循环次数的NS@NPC电极在不同扫描速率下的CV曲线及赝电容贡献率

论文链接:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202009433