高能量密度、安全环保的锂离子电池，已经被广泛应用于消费电子、通讯、计算机领域，并有希望作为混合动力汽车（HEVs）和纯动力汽车（EVs）的关键组成部件。然而，商业化锂离子电池正极材料（磷酸铁锂、锰酸锂、三元材料等），其理论比容量低，无法满足新型锂离子电池的设计要求。因此，发展高比容量的锂离子正极材料成为了锂离子电池领域研究热点之一。硅酸盐(Li₂MSiO₄,M=Fe、Mn、Co、Ni)，可以脱嵌2个Li⁺，理论上可以提供332 mAh g^-1的比容量，然而其低的导电率和锂离子扩散率是限制其发展的原因之一。
       在潘锋教授的指导下，博士后杨金龙和课题组研究生将硅酸亚铁锂与石墨烯复合，并将该材料作为锂离子电池正极材料，获得了优越的电化学性能。在0.05 A g^-1电流、1.5-4.8V电压范围下，该材料容量高达300 mAh g^-1，远高于现有的商业化材料（磷酸铁锂理论比容量~170 mAh g^-1），并且在大的倍率下（12C），该材料仍有134 mAh g-1的容量体现。本工作发现，使用石墨烯或者碳纳米管可以提供导电网络，有效改善硅酸亚铁锂的电化学性能。该工作以全文方式，发表在Journal of Materials Chemistry A（DOI: 10.1039/C5TA01529D ） 上。

图1 电子和锂离子在硅酸亚铁锂纳米棒和石墨烯复合材料中传输示意图。
 
 
图2 （a）不同倍率下，硅酸亚铁锂和石墨烯复合材料的容量体现，并与未符合的硅酸亚铁锂纳米棒作对比。（b）硅酸亚铁锂和石墨烯复合材料的寿命性能(2A g^-1下，循环240次)。

       目前，北京大学新材料学院的各课题组正在努力，相互合作，陆续将更加优秀科研工作形成原创专利，并投到高影响力的杂志上。同时，新材料学院将产业与学术相结合，力图为新能源领域做出自己的贡献。


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文章链接：http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2015/ta/c5ta01529d#!divAbstract
Jinlong Yang, Lin Hu, Jiaxin Zheng, Daping He, Leilei Tian, Shichun Mu and Feng Pan*, “Li₂FeSiO₄ nanorods bonded with graphene for high performance batteries”,  J.Mater.Chem. A, 2015,3(18):9601-9608. (SCI，IF=7.44)