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    我校材料科學與工程學院輕金屬及電化學科研團隊在儲能材料領域取得重要進展

    發布時間:2023-03-30   文章來源:材料學院   瀏覽:

    近期,我校材料科學與工程學院輕金屬及電化學科研團隊關于鋰離子電池電極材料的研究取得系列重要進展。

    富鋰無鈷的錳基層狀氧化物(Li1.2Ni0.2Mn0.6O2)正極材料具備高容量、高電壓和低成本的特點,成為最有前途的鋰離子電池正極候選材料。團隊使用傳統粉末冶金合成方法,再搭配控制冷卻工藝成功合成了Li/Ni混合和局部無序的最佳結構缺陷量的Li1.2Ni0.2Mn0.6O2材料。該材料表現出較高初始容量和優異的循環穩定性能,為未來實現富鋰正極材料高容量和優異穩定性提供了有效途徑。相關研究成果發表在化學類一區期刊Journal of Colloid and Interface Science(IF:9.965)上。20級博士研究生蔡振飛為第一作者,宋廣生教授和馬揚洲博士為共同通訊作者。

    (高溫淬火與中溫淬火兩組樣品的長循環性能與晶體結構)

    論文鏈接:

    https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0021979722018768?via%3Dihub


    過渡族金屬氧化物(TiNb2O7)因較高的理論容量及穩定的晶體結構,被稱作下一代嵌入性負極材料。但是,自身的半導體特性限制了其倍率性能與快充性能的發揮。團隊探索出在常溫常壓條件下制備納米級TiNb2O7材料的方法,既可以提升實驗過程的安全性,也大大節約了實驗成本。在此基礎上,通過異質元素鋯對材料進行摻雜改性,對材料內部的電子排布情況進行調整,以此提升材料電導率。相關研究成果發表在化學類一區期刊ACS Sustainable Chemistry & Engineering (IF:9.224)上。20級碩士研究生余墨為第一作者,宋廣生教授和馬揚洲博士為共同通訊作者。

    (鋯摻雜的TiNb2O7納米球的循環性能與制備過程)

    論文鏈接:

    https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acssuschemeng.2c07144


    磷酸釩鋰(LiXVOPO4)正極材料在脫嵌鋰離子的過程中可以誘發多對氧化還原反應,因而具有較高的能量密度。但受制于自身本征電導率低的缺點,材料在大電流密度下的循環性能并不理想。團隊發現同時對材料進行摻雜改性與表面修飾,可以有效改善材料的電導率,循環穩定性與熱穩定性。相關研究成果發表在材料科學類一區期刊Applied Surface Science (IF:7.392)上。22級博士后ZishanAhsan為第一作者,宋廣生教授和馬揚洲博士為共同通訊作者。

    (LiXVOPO4的制備過程,顯微結構與循環性能)

    論文鏈接:

    https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169433222018232


    以上成果為鋰離子電池電極材料的應用和高容量高功率儲能器件的開發提供理論和實驗支撐。研究得到了國家自然科學基金、安徽省高??茖W研究項目、先進金屬材料綠色制備與表面技術教育部重點實驗室基金等項目支持。(撰稿:汪盛顏 審核:柳東明 張苒 杜飛)

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