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材料学院特聘教授岳远征团队在开发锂离子电池负极材料上取得重要突破

发布时间:2019-01-09作者:李海明出处:材料科学与工程学院责任编辑:宣传部

近日,材料学院特聘教授岳远征玻璃团队的张艳飞课题组在国际能源顶级期刊之一Nano Energy (影响因子: 13.12)发表2篇论文,报道锂离子电池负极材料研究的几项重要突破。


第一篇论文报道了通过无序有序工程化对电池负极性能的极大改善。在这项工作中,作者发现了充电导致玻璃中纳米晶形成的新现象,这种纳米晶对电池循环稳定性至关重要。论文第一作者为张艳飞副教授和她的硕士生王培兴,岳远征教授和李光达副教授是通讯作者。第二篇论文揭示了充电导致玻璃中纳米晶形成和电化学性能改善的根源,以此开辟了一个电池材料研究的全新领域。这一工作发表在最新一期的Nano Energy。论文第一作者是张艳飞副教授和王培兴同学,张艳飞和岳远征为通讯作者。


团队以V2O5-TeO2 (VT)氧化物玻璃材料为基础,开发了一种新型的锂离子电池负极材料。研究结果表明充放电诱导VT玻璃出现无序-有序结构转变,即在该玻璃中形成均匀分布的纳米有序区,无序区和其内部均匀分布的纳米有序结构在提高锂离子传输和电子传导以及保持结构稳定性方面起到了有效的协同作用。从玻璃的热稳定性和结构异质出发,发现了锂离子嵌入对纳米晶形成所起的关键作用,并确定了纳米晶是具有较高离子导电率的亚稳相γ-Li3VO4,以此在提高负极材料循环稳定性方面取得了重大突破。研究表明,作者提出的无序/有序工程化是开发先进能源材料、改善电化学性能一种全新的有效途径。


此外,岳远征教授和武汉理工大学陶海征教授课题组合作,通过高能球磨对NaFePO4的Maricite晶体结构进行有序无序转变,从而使电化学惰性的NaFePO4成为高活性的钠离子电池正极材料。并从原子尺度上揭示了其根源。这一工作也发表在最新一期的Nano Energy。

原文链接:

1. Y.F.Zhang,P.X.Wang,T.Zheng,D.M.Li,D.G.Li and Y.Z.Yue,Enhancing Li-ion battery anode performances via disorder/order engineering,Nano Energy 49 (2018) 596–602.

https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2018.05.018

2. Y.F.Zhang,P.X.Wang,G.D.Li,J.H.Fan,C.W.Gao,Z.Y.Wang and Y.Z.Yue, Clarifying the charging induced nucleation in glass anode of Li-ion batteries and its enhanced performances,Nano Energy 57 (2019) 592–599.

https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2018.12.088

3. F.Y.Xiong,Q.Y.An,L.X.Xia,Y.Zhao,L.Q.Mai,H.Z.Tao and Y.Z.Yue: "Revealing the atomistic origin of the disorder-enhanced Na-storage performance in NaFePO4 battery cathode",Nano Energy 57 (2019) 608-615.

https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2018.12.087