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北大新材料学院在锂电池新型核壳型FeS2电极材料取得突破

发布时间：2015-11-23

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锂离子电池是一种高效、安全、环保、便捷的能量存储装置，已经被广泛应用于消费电子、计算机等领域，并成为电动车（EVs）的关键组成部件。然而，锂离子电池的电极材料是影响其性能的关键，而目前商业化的锂离子电池正极材料（如磷酸铁锂、钴酸锂、镍钴锰三元材料等）其理论比能量有限，已不能满足人们的需求。因此开发新型的锂离子电池正极材料，成为了近些年锂离子电池研究领域的研究热点之一。
在潘锋教授的指导下，2014级硕士生谭瑞、博士后杨金龙以及2015级博士生胡江涛（共同第一作者）积极合作，研发了核壳型氮掺杂石墨烯包裹二硫化铁复合电极材料（FeS₂@N-G）。开发新型的锂离子电池正极材料，结合了纳米级二硫化铁和氮掺杂石墨烯壳的优势，获得了优越的电化学性能。该材料在0.15 kW g^-1下，比能量高达950 Wh kg^-1，并且在0.75 kW g^-1循环400次，比能量仍有600Wh kg^-1。与此同时，此工作还对影响FeS2充放电性能进行了机理性探究，让科研工作者们对该材料有了进一步的认识。该科研工作发表在英国化学会（RSC）旗下的自然指数（Nature Index）杂志之一的Chem. Comm.（DOI: 10.1039/C5CC08002A）杂志上。

图1 (a) FeS2@N-G合成路线图。(b) FeS2@N-G的TEM图。(c) 高角度TEM图。

图2 (a)FeS₂充放电机理示意图。(b)多种锂离子电池正极材料理论比功率vs理论比能量图。

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文章链接：http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2015/cc/c5cc08002a#!divAbstract
Rui Tan¹, Jinlong Yang¹, Jiangtao Hu¹, Kai Wang, Yan Zhao and Feng Pan*， Core-shell nano-FeS2@N-doped graphene as advanced cathode material for rechargeable Li-ion batteries ，Chem. Commun., 2015, DOI: 10.1039/C5CC08002A

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