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編委風(fēng)采丨大連理工大學(xué)蹇錫高院士團隊：為發(fā)展高性能儲鈉技術(shù)提供新思路

時間：2021-07-19 來源：短文學(xué)網(wǎng) 瀏覽：

編委風(fēng)采丨大連理工大學(xué)蹇錫高院士團隊：為發(fā)展高性能儲鈉技術(shù)提供新思路

鈉離子電池具有資源豐富、成本低廉、能量轉(zhuǎn)換效率高、循環(huán)壽命長、安全性好等諸多獨特優(yōu)勢，能夠滿足新能源電池領(lǐng)域高性價比和高安全性等應(yīng)用需求，未來有望被廣泛應(yīng)用于大規(guī)模儲能領(lǐng)域。蹇錫高院士團隊瞄準(zhǔn)國際學(xué)術(shù)前沿，圍繞中國能源戰(zhàn)略布局，深耕儲能領(lǐng)域，在新型鈉離子電池研究領(lǐng)域取得新進展。
軟碳因具有低成本、高碳收率、高電子特性和低儲鈉電位等優(yōu)勢，被認(rèn)為是最具應(yīng)用潛力的鈉離子電池負(fù)極材料之一，但其在高溫?zé)峤夂笳故境龈叨仁慕Y(jié)構(gòu)，導(dǎo)致其鈉離子儲存容量欠佳，同時業(yè)界對于軟碳儲鈉機制尚未達(dá)成統(tǒng)一認(rèn)識。因此，如何調(diào)控軟碳微觀結(jié)構(gòu)以獲得高容量電極材料，并闡明其微觀結(jié)構(gòu)與電化學(xué)性能構(gòu)效關(guān)系，是新型鈉離子儲能技術(shù)的關(guān)鍵核心問題。
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基于此，蹇錫高院士團隊提出了利用Ti3C2TxMXene表面豐富且易釋放的端基，消耗瀝青前驅(qū)體芳香骨架中的氫，改變前體交聯(lián)度，使瀝青的高溫石墨化結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)楦叨葻o序結(jié)構(gòu)，有效抑制了軟碳瀝青高溫石墨化。研究表明，基于TiC@C-3的儲鈉負(fù)極材料較于原始瀝青，總?cè)萘刻嵘?倍并展示出優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性，即經(jīng)800次循環(huán)充放電過程后，容量保持率高達(dá)96.2％，相關(guān)成果以“Regulating microstructures of soft carbon anodes by terminations of Ti3C2TxMXene toward fast and stable sodium storage”為題發(fā)表在國際知名期刊Nano Energy（IF16.6）。
該研究在微觀層面對軟碳石墨結(jié)構(gòu)進行了有效調(diào)控，顯著提升了電極儲鈉性能，闡明了鈉儲存行為與電極材料結(jié)構(gòu)演變之間的相關(guān)性，且該策略具有一定的普適性，為新型高性能鈉離子電池/電容器電極材料的設(shè)計提供了新思路。
該項研究工作為蹇錫高院士團隊鈉離子電池研發(fā)課題的階段性成果之一，第一作者為材料科學(xué)與工程學(xué)院博士研究生劉思洋，通訊作者為胡方圓教授。這一工作得到國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金、遼寧省委組織部、大連市科技局等資助支持。
文章鏈接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285521003530
來源：大連理工大學(xué)
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