近日,青科大高分子學(xué)院山東省濰坊市高層次創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才王存國博士(第一作者)指導(dǎo)碩士研究生宋和偉(第二作者)與中科院蘇州納米所劉立偉、李奇兩位研究員課題組聯(lián)合研發(fā),在大容量鋰/硫電池方面取得新進(jìn)展,提高了硫基復(fù)合電極材料的電導(dǎo)率,抑制了電池充放電過程中的穿梭效應(yīng)及體積膨脹等現(xiàn)象,團(tuán)隊(duì)相關(guān)工作在英國皇家化學(xué)會(huì)(RSC)著名期刊《Journal of Materials Chemistry A》(2020, 8, 3421-3430,IF=10.73,中科院1區(qū),Doi: : 10.1039/c9ta11680j),以Iron single-atom catalyst anchored on nitrogen-rich MOF-derived carbon nanocage to accelerate polysulfide redox conversion for lithium sulfur batteries為題發(fā)表。(青島科技大學(xué)為第一合作單位。)
Figure 1 Schematic illustration showing the adsorption and conversion of LiPSs on FeSA-CN and the CN host.
文中采用作者2005年開始研發(fā)的核-殼結(jié)構(gòu)復(fù)合電極材料構(gòu)思設(shè)計(jì)(林琳,青島科技大學(xué)碩士論文,2008),利用富含N原子摻雜的碳導(dǎo)電骨架來裝載Fe原子催化劑,制備了FeSA-CN/S復(fù)合電極材料。組裝的鋰/硫電池在0.2C倍率下放電比容量達(dá)1120mAh/g以上;在4C高倍率下放電,比容量達(dá)600 mAh/g以上,展示出很好的高倍率放電性能。經(jīng)過500次充放電循環(huán),每次容量衰減率僅為0.06%,呈現(xiàn)良好的循環(huán)性能,因而鋰/硫電池的穿梭效應(yīng)被明顯抑制。
此外,王存國博士(第一作者)指導(dǎo)碩士研究生褚榮榮同學(xué)(第二作者),與上述中科院納米所合作,研發(fā)出新型鈉離子全塑電池,以Tailored polyimide as positive electrode and polyimide-derived carbon as negative electrode for sodium ion full batteries為題,發(fā)表在英國皇家化學(xué)會(huì)(RSC)著名期刊《Nanoscale》(2020, 12, 4729-4735,IF=7.17,DOI: 10.1039/c9nr09237d,中科院1區(qū),青島科技大學(xué)為第一合作單位)
文中采用1、4、5、8-萘四甲酸二酐(NTCDA)為原材料,以聚酰亞胺(PI-2)為正極,以預(yù)先嵌入鈉離子的碳化聚酰亞胺(CPI)為負(fù)極,設(shè)計(jì)和開發(fā)了一種新型全塑鈉離子電池,鈉離子全電池在電流密度為100 mA/ g放電時(shí),初始容量達(dá)157 mAh/ g,其平均電壓約為1.47 V,能量密度達(dá)254 Wh/ kg, 而且功率密度達(dá)614 W/kg,降低了有機(jī)物電極材料存在溶解性等缺點(diǎn),為鈉離子全電池在實(shí)際中得到應(yīng)用提供了可行性。
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