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严密教授团队姜银珠副教授研究组在《Energy Environ. Sci.》等期刊发表电池负极材料研究成果

编辑:admin 日期:2015-04-09 15:03 访问次数:5088

    高比容量负极材料是锂离子电池能量/功率密度提升的关键材料,是先进锂离子电池发展和应用的重要基础。然而,以硅、二氧化锡和过渡金属氧化物等为代表的高比容量负极材料在充放锂过程中会伴随着电极体积膨胀和收缩,从而造成电极结构的坍塌与破坏,导致其循环稳定性和倍率性能较差,限制了高比容量负极材料的发展和商业化应用。近日,硅材料国家重点实验室(浙大材料学院)姜银珠副教授所负责的电池材料研究组以合金化/转化机理负极材料体系作为主要研究对象,创新性的从原子迁移和微结构演变角度出发,首次在SnO2-Fe2O3-Li2O致密电极体系通过构建高比容量负极材料“空间限域”储放锂模式,从而抑制在储放锂过程中大量自发的原子迁移以及造成的电极微结构演变和破坏,获得了兼具高质量/体积比容量、优异循环稳定性及大功率密度的锂离子电池负极材料。同时与材料学院金传洪教授(硅材料国家重点实验室)、刘嘉斌副教授和中国科技大学吴长征教授等人合作利用高分辨电镜和原位表征手段探讨了“空间限域”储放锂微观行为和电极结构演变机制。这一研究成果为高比容量负极材料的研究、发展和应用提供了新思路。该工作于近日发表于Energy & Environmental Science。博士生李勇同学是该工作的共同第一作者。(2015 Advance Article,DOI: 10.1039/C5EE00314H,http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2015/ee/c5ee00314h)。

 

    此外,姜银珠副教授研究组近期还在电池负极材料领域获得了一系列研究成果:首次证实了非晶Fe2O3材料在储放锂过程的优势,获得具有优异电化学性能的非晶态电极材料;探讨了系列过渡金属氧化物和Sb2O3作为钠离子电池负极材料的可行性和储钠机理;并与刘嘉斌副教授合作开展了二维FeS作为锂离子电池电极的研究工作。相关成果分别发表在Nano Energy 4 (2014) 23-30,Nano Energy 5 (2014) 60-66(封底文章),Journal of Materials Chemistry A (2015, DOI: 10.1039/C4TA07031C),ACS Applied Materials & Interfaces 6 (2014) 19449-19455,Journal of Power Sources 282 (2015) 1-8。博士生张丹、李勇、胡梅娟同学分别为相关论文的第一或共同第一作者。
    上述工作的理论计算得到材料学院陆赟豪副教授的帮助,以及国家自然科学基金面上项目、浙江省科技厅公益科研项目、德国洪堡基金会设备基金、紫金计划项目的资助与支持。


 
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