【能源學(xué)人】基于應(yīng)力自適應(yīng)結(jié)構(gòu)的磷化鐵負(fù)極材料-抑制化學(xué)機(jī)械衰減實(shí)現(xiàn)超長循環(huán)壽命鈉離子電池
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【研究背景】
高性能、資源豐富和環(huán)境友好的鈉離子電池技術(shù)是解決當(dāng)前能源和環(huán)境危機(jī)、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要保障。由于其低成本和較高的理論儲(chǔ)能容量，轉(zhuǎn)化型材料被認(rèn)為是新一代高性能鈉離子電池的理想負(fù)極材料。然而，轉(zhuǎn)化型材料在充放電過程中巨大的體積膨脹會(huì)導(dǎo)致電極的化學(xué)-機(jī)械失效，并且隨著充放電循環(huán)變得更嚴(yán)重，最終造成電池性能的嚴(yán)重劣化。
【工作簡介】
近日，上海大學(xué)趙玉峰教授/張久俊院士團(tuán)隊(duì)報(bào)道了一種應(yīng)力自適應(yīng)結(jié)構(gòu)，通過碳量子點(diǎn)（CQD）的空間限制作用將FeP納米點(diǎn)嵌入致密碳微片骨架中(FeP@CMS)。這樣的結(jié)構(gòu)提供了超高的比容量（在0.05 a g?1下為778 mAh g?1）和超長循環(huán)穩(wěn)定性（在20 A g-1電流密度下10，000次循環(huán)后容量保持率為87.6%）。DFT計(jì)算解揭示了這種結(jié)構(gòu)允許應(yīng)力從FeP納米點(diǎn)自發(fā)轉(zhuǎn)移到周圍的碳基體，從而克服了金屬磷化物固有的化學(xué)機(jī)械降解。
研究成果以 “A Stress Self-Adaptive Structure to Suppress the Chemo-mechanical Degradation for High Rate and Ultralong Cycle Life Sodium Ion Batteries” 為題發(fā)表在國際化學(xué)領(lǐng)域權(quán)威學(xué)術(shù)期刊Angew Chemie International Edition上。上海大學(xué)博士研究生劉一鳴和燕山大學(xué)王晶教授為共同第一作者，趙玉峰教授為通訊作者。
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