近日，大連理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院黃昊教授的能源材料及器件實(shí)驗(yàn)室在影響因子高達(dá)11.553的國(guó)際能源領(lǐng)域頂級(jí)期刊《Nano Energy》上，發(fā)表以“Fe3N constrained inside C nanocages as an anode for Li-ion batteries through post-synthesis nitridation”為題目的研究成果。
該項(xiàng)研究針對(duì)鋰離子二次電池在循環(huán)過(guò)程中活性物質(zhì)嚴(yán)重體積膨脹造成電極粉化失效的瓶頸問(wèn)題，提出了碳約束氮化鐵納米核殼結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)證明，在500次循環(huán)中電池仍能維持工作容量，未發(fā)現(xiàn)明顯衰減。
長(zhǎng)期以來(lái)，鋰離子電池高密度儲(chǔ)能與其電極材料穩(wěn)定性是一對(duì)矛盾體。要實(shí)現(xiàn)高密度儲(chǔ)能，電極就很難在長(zhǎng)期循環(huán)中保持完整和穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。
該項(xiàng)研究結(jié)合等離子體物理和化學(xué)氮化工藝,制備了碳約束氮化鐵納米材料作為鋰離子電池負(fù)極材料。這種新型的納米材料在微觀上同時(shí)實(shí)現(xiàn)了高密度儲(chǔ)能和結(jié)構(gòu)約束。電解液可以通過(guò)缺陷位置自由進(jìn)入碳層內(nèi)部，與活性物質(zhì)氮化鐵發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)。
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