侯仰龙课题组采取复正当制备出新型锂离子电池负极资料

2014-06-23 16:30  北京大学EMBA研修班   未知
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文中提到,石墨烯自2004年被发明以来,因其奇特的电学、力学、物理化学、电化学等性质和在纳米器件、能源催化等领域的应用引起了普遍兴致和关注。大批实验成果表明,掺杂和复合过程能够进一步晋升石墨烯的应用潜力。另一方面,金属硫化物作为锂离子电池负极材料表示出很多优良的性能,然而金属硫化物存在导电性差、充放电进程中呈现明显体积膨胀等问题,使其还不能完整满意贸易化出产和应用的请求。金属硫化物和石墨烯构成复合材料后它们之间的彼此作用和由此带来的协同作用将加强复合材料的电化学性能,使其有望成为一种在锂离子电池领域存在重要应用远景的负极材料。

总之,石墨烯基复合材料的开发跟利用是当前迷信研究的热门范畴之一,而制备低本钱、高容量、高轮回稳固性和倍任性能的负极材料是将来锂离子电池电极材料的发展趋势。

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编纂:焱悠

近日,有名学术媒体Wiley出版社的Materials Views China对侯仰龙课题组进行了专访,先容了侯仰龙传授通过综合应用金属氧(硫)化物与石墨烯的各自上风,开发出新型锂离子电池负极材料。( )。

侯仰龙教授等首先采取低温液相法合成了Ni3S4/氮掺杂石墨烯复合材料。以NiCl2 6H2O和尿素反响得到的Ni2(CO3)(OH)2为镍源,可以实现金属硫化物纳米颗粒的尺寸调控,并使得Ni3S4纳米颗粒在石墨烯上散布平均。然而这种低温液相法得到的Ni3S4/石墨烯复合材料其锂离子电池性能不到达预期的结果,这可能与Ni3S4和石墨烯之间耦配合用较弱有关。随后通过退火法以提高两相之间的耦合,进一步的实验结果表明,250 °C退火后的Ni3S4/石墨烯复合材料其充放电性能和循环稳定性均有显明进步,而当退火温度升高至350 °C时,可以得到另一种硫化镍相(NiS1.03),这种“意外发现”岂但丰盛了硫化镍材料系统,且NiS1.03/石墨烯复合材料同样具备优异的电化学性能。相关论文“硫化镍/氮掺杂石墨烯复合材料:相可控合成及高性能锂离子电池负极材料”(Nickel Sulfides/Nitrogen-Doped Graphene Composites: Phase-Controlled Synthesis and High Performance Anode Materials for Lithium Ion Batteries)近日发表在Small (2013, 9, 1321-1328)上。

侯仰龙教学(右二)在与学生探讨试验中所面临的问题;Nasir Mahmood(左一)是来自巴基斯坦的留学生,他毕业于巴基斯坦国破科技大学,2011年参加北京大学工学院攻读博士学位,重要从事石墨烯基锂离子电池负极资料的研讨工作。

此外,侯仰龙教授课题组还发展了系列的相干工作,通过小分子液相润饰方式,剥离取得了高品质的石墨烯(Chem. Commun. 2008, 6576-6578; Nano Research 2009,管理咨询, 2, 706-712),并利用元素掺杂方法进一步优化石墨烯的电化学机能 (Nano Energy 2013, 2, 88-97),并与高导电性分子复合,失掉了高活性的氧还原反映催化剂(Chem. Euro. J. 2013, 19, 5183-5190),为替换Pt基催化材料供给了主要的思路和新道路, 进一步拓展了石墨烯及其复合材料在新能源领域的运用。

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