科学研究

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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