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      鄧鶴翔和柯福生團隊鋰硫電池研究獲突破

      放大字體  縮小字體 發布日期:2018-04-10  來源: 武漢大學
               化學頂級期刊《德國應用化學》(Angew. Chem. Int. Ed.),近日在線發表化學與分子科學學院鄧鶴翔、柯福生團隊鋰硫電池(Li-S)突破性研究成果。

      該研究采用導電聚合物(CP)和金屬有機框架(MOF)作為復合電極,首次實現Li-S電池在16.8 A/g充放電電流下1000周循環,揭示了MOF材料在電化學儲能器件方面的巨大應用前景,被雜志社評選為VIP文章,并被選作內部封面展示。

           論文題為Metal–Organic Frameworks for High Charge–Discharge Rates in Lithium–Sulfur Batteries(《基于金屬有機框架材料的高充放電速率鋰硫電池》)。鄧鶴翔、柯福生為通信作者,博士生江浩慶、碩士生劉曉晨為共同第一作者。其他作者包括研究生鄔玉珊、宮煊、舒于飛。

            長期以來,MOF材料的應用集中在氣體分離、存儲、催化等領域。受導電性限制,MOF在電化學應用方面的關注較少。如何充分發揮MOF極性孔道傳輸離子的優勢,提升導電性具有決定性意義。傳統路徑是直接設計合成導電MOF,研究人員沒有采用這一路徑,而是將導電聚合物與MOF復合,成功將導電率提升7個數量級。該復合材料作為鋰硫電池陰極,在10.0 C(16.8 A/g)大電流密度下充放電循環1000次后仍有440 mAh/g的容量,倍率性能優于傳統碳基載硫材料。通過對比多種孔道拓撲結構,研究人員首次發現了MOF的孔道結構對其高倍率下的電化學性能有重要影響,具有通透十字交叉結構的MOF非常利于離子擴散,其大倍率充放電性能最佳。

      ▲ 導電聚合物-MOF復合材料與對比組材料在充放電過程中的優劣比較以及在高倍率10.0 C下長循環測試曲線


            該研究得到中組部青年千人計劃、基金委重大研究計劃重點項目、培育項目、基金委面上項目、湖北省重點項目、武漢大學蘇州研究院項目和武漢大學創新團隊項目支持。

       
      關于我們:中國化學與物理電源行業協會(China Industrial Association of Power Sources,縮寫:CIAPS) 是由電池行業企(事)業單位自愿組成的全國性、行業性、非營利性的社會組織。協會成立于1989年12月,現有530多家會員單位,下設堿性蓄電池與新型化學電源分會、酸性蓄電池分會、鋰電池分會、太陽能光伏分會、干電池工作委員會、電源配件分會、移動電源分會、儲能應用分會、動力電池應用分會和電池隔膜分會等十個分支機構。
      本會專業范圍包括:鉛酸蓄電池、鎘鎳蓄電池、氫鎳蓄電池、鋅錳堿錳電池、鋰一次電池、鋰離子電池、太陽電池、燃料電池、鋅銀電池、熱電池、超級電容器、溫差發電器及其他各種新型電池、電池系統解決方案,以及各類電池用原材料、零配件、生產設備、測試儀器和電池管理系統等。

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