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西安交大在钠离子电池负极材料研究方面取得重要进展

材料学院本科生在 Advanced Functional Materials 上发表科研论文

来源:交大新闻网 日期 2018-04-27 08:46 点击:

室温钠离子电池由于原料储量丰富、成本低廉等优势成为新一代高比能储能体系的热门选择,极具发展潜力。然而,钠离子半径比锂离子半径大,已广泛应用的锂离子电池石墨负极由于层间距较小导致其无法应用,因而探寻新的高比容负极材料对于发展下一代低成本、高比能钠离子储能体系尤为关键。

近日,金属材料强度国家重点实验室宋江选教授团队发展了一种新型高比容、长寿命钠离子电池负极材料-红磷/硫化聚丙烯腈。该材料具有很高的放电容量(~1300mAh/g)和优异的循环性能(100周容量保持率大于91%)。在该工作中,团队成员设计并制备了一种新型的功能化导电聚合物-硫化聚丙烯腈作为导电基体,不同于普通的碳导电骨架,该导电聚合物富含C-S-S-官能团,可通过简单的球磨方式与红磷形成化学键合(C-S-P)。该化学键的存在能很好地解决在大体积膨胀下活性物质与导电基体脱离的科学难题,极大的提高电极材料的电导率,抑制磷在循环中的体积膨胀,并使得电极材料上形成稳定的固体电解质界面,从而同时改善电极材料的循环稳定性和库伦效率。这项工作所提出的解决策略为高比容钠离子电池负极材料的制备提供了新的思路。

上述研究成果以“Stable Cycling of Phosphorus Anode for Sodium-ion Batteries through Chemical Bonding with Sulfurized Polyacrylonitrile”为题发表在Advanced Functional Materials(IF=12.12)上。西安交通大学为该论文的第一作者和唯一通讯作者单位,材料学院宋江选教授为通讯作者,所指导的本科生胡烨为第一作者。该工作是团队在钠离子电池研究工作(Nano Energy, 2017, 40, 550, IF=12.34)的延续和进一步发展。

文章链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201801010

文字:材料学院
编辑:程洪莉

 
 
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