“怎么手機這么快又沒電了!”“手機電池怎么這么不抗使?”使用智能手機的人會面臨著這樣的困擾。而手機鋰電池的負極材料是決定鋰電池充放電效率、循環壽命等性能的關鍵因素之一。近期,化工與化學學院陳剛教授帶領的能量轉換材料化學研究團隊在鋰離子電池負極材料研究方面取得新進展。研究成果分別發表在能源及材料化學領域的著名期刊《納米能源》(Nano Energy,2015影響因子10.325)及《先進功能材料》(Adv. Funct. Mater.,2015影響因子11.805)上,兩篇論文的第一作者均為2013級博士生閆春爽。
《刃型位錯表面修飾:一種全新有效的實現高鋰電性能的策略》發表于《納米能源》。該論文提出了一種全新的基于刃型位錯修飾晶面的策略,用以有效地緩解充放電過程中體積膨脹。在鋰離子電池中,鋰離子的遷移路徑不同,有的鋰離子遷移只需跑“百米”,有些則需跑“馬拉松”。依照該策略首次合成出了帶有敞開的鋰離子通道的氧化鈷負極材料,為其中的鋰離子都開辟了“百米跑道”,使其在循環穩定性和倍率性能上有了新的突破,在1A g-1的電流密度下,充放電循環200次后放電容量仍高達1142 mAh g-1?!痘谀0宸ㄔO計合成碳摻雜的Co3O4空心納米纖維鋰離子電池負極材料》發表于《先進功能材料》。該論文采用非金屬碳摻雜的方式實現了材料電導率的本征改變,將半導體的電導率提升至接近導體的水平,使其電化學性能顯著提升,在3A g-1的大電流密度下,其放電比容量是商業化石墨負極材料的二倍,為改善氧化物負極材料的電化學性能及其實用化提供了新思路。該項技術將來一旦能夠實用化,將大幅縮減智能手機的充電頻率。
能量轉換材料化學研究團隊組建于2005年,主要從事太陽能光催化材料、先進電池電極材料等能量轉換材料方面的研究工作。團隊近5年發表SCI收錄文章110余篇、單篇平均影響因子大于4.8,其中影響因子大于20的2篇、大于10的4篇;獲國家授權發明專利21項,獲黑龍江省科學技術獎一等獎(自然類)1項。
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