近期活动
黄维院士IAM团队与南洋理工在碳基能源材料研究中取得重大进展
时间 : 2014-09-23 11:08 来源 : 常青藤 作者 : 先进材料研究院  点击 :

 

922日,Materials View China网站对我校黄维院士IAM团队与新加坡南洋理工大学于霆教授课题组合作在碳基能源材料研究中取得的重大进展做了详细报道。

据悉,此项研究成果发表于《Advanced Materials》(2014, 26, 6186–6192)。该研究提出了有机功能化法制备NS原子共掺杂的石墨烯负极材料,在较低杂原子掺杂量的情况下,显著地提升了石墨烯的储锂性能。该法首先以邻氨基苯硫酚作为杂原子掺杂的NS源,通过共价键修饰的方式连接到石墨烯片层上,然后煅烧得到NS共掺杂的石墨烯。煅烧过程中由于气体分子的释放,可以有效的阻止石墨烯片层聚集,从而得到高比表面积的薄层共掺杂石墨烯。同时,由于NS两种杂原子间的协同效应,可以产生单一原子掺杂所不具备的新型储锂位点,所以该材料用于锂离子电池负极时,显示超高的可逆容量,高倍率充放电能力和长期的循环性能。在200 mA/g的放电电流密度下,该材料在经过500次循环之后,可逆容量可高达1090 mAh/g,远远高于未掺杂的石墨烯负极(420 mAh/g)。同时该材料还具有高倍率充放电能力,即便是在5000 mA/g的充放电电流密度下,在经过1500次循环之后,可逆容量仍可高达297 mAh/g,该材料是一种非常有前途的锂离子电池负极材料。此外,该材料在无金属氧还原电催化方面也表现出了较好的电化学性能。

据了解,目前市场迫切需要具有更高比容量、更高倍率性能以及长循环稳定性的新一代锂离子电池。石墨烯由于特殊的二维结构,高的比表面积和优异的导电性能等特点,而倍受科技界关注。作为潜在的锂离子电池负极材料,石墨烯的储锂性能也一直是学界关注的焦点。

IAM团队还充分发挥有机合成的优势,发展了一种简单有效的合成路径将具有高储锂性能的多硫键成功的引入到石墨烯片层上,制备了石墨烯多硫化物,从而解决了传统有机多硫化物容量衰减的难题。同时,团队还系统研究了不同多硫键长修饰到石墨烯片层上,对所得石墨烯多硫化物储锂性能的影响,此项成果发表在《Scientific Reports》(2013, 3, 2341)上。

链接:

http://www.materialsviewschina.com/2014/09/you-ji-gong-neng-hua-gou-zhu-duo-gong-neng-dan-liu-gong-chan-za-shi-mo-xi-dian-ji/

 

 

附图: