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Energy & Environmental Science发表尹龙卫团队铝离子电池研究进展

发布日期:2018年07月24日 10:09 点击次数:

[本站讯]近日,山东大学材料学院尹龙卫教授研究团队的最新成果“Heteroatomic interface engineering in MOF-derived carbon heterostructures with built-in electric-field effects for high performance Al-ion batteries”(金属有机骨架化合物衍生异质原子掺杂界面工程构建内建电场改善铝离子电池性能)在线发表在Energy & Environmental Science期刊(影响因子30.067)。该工作以山东大学材料学院为独立完成和通讯作者单位,博士生李彩霞为第一作者,尹龙卫教授为通讯作者。

铝离子电池于19世纪40年代第一次被报道,其理论容量高达2980 mA h g-1,具有价格低廉、地壳含量丰富等优点。自2015年斯坦福大学戴洪杰教授课题组报道基于石墨化泡沫碳电极的铝离子电池,铝离子电池成为最近电化学储能的研究热点。该工作基于EMIC-AlCl3电解液中AlCl4-阴离子半径较大,电化学过程中嵌入脱出困难,从而导致动力学过程缓慢等科学问题,采用金属骨架化合物MOF作前驱体制备碳异质结构材料作铝离子电池正极材料,实现了异质原子的梯度掺杂和孔道结构的可控制备。

该工作以苯二甲酸作为配体合成UiO-66,异质生长得到NH2-UiO-66@UiO-66异质结构,通过多聚磷酸和-NH2质子化聚合及碳化过程,制备了C;N-C@C;N,P-C@N-C@C三种结构,实现了材料形貌、多孔结构与掺杂的有效控制。碳材料的丰富孔道与大比表面提供了电解液和离子传输的通道,通过设计梯度异质原子梯度掺杂,成功构建了材料内部的内建电场,在异质结构内引入了梯度能级,有效改善了离子扩散的动力学过程,促进了体相电荷传输,提升了铝离子电池倍率性能、长循环稳定性。

合成思路示意图

近年来,尹龙卫教授课题组一直从事多孔复合材料结构设计与可控制备研究,对孔道结构材料设计与可控制备及相关电化学性能的关系进行了深入研究,极大地改善了材料电化学性能,取得了一系列研究进展。以上研究得到了国家自然科学基金重点项目(介孔/微孔复合材料的控制制备与储能应用,No: 51532005)等项目的支持。

Energy & Environmental Science期刊由英国皇家化学会(RSC)创办,在能源和环境科学领域400余份期刊中排名第一,是世界公认的能源与环境领域顶级刊物,2018年7月最新公布的影响因子为30.067。

相关链接:http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2018/ee/c8ee01046c#!divAbstract


【供稿单位:材料学院    作者:汪宙             编辑:新闻中心总编室    责任编辑:谢婷婷  】

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