由于能源存儲、動力汽車及便攜式電池設備等應用需求,鋰離子電池產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展壯大。鋰離子電池的性能極大依賴于其電極材料的性能。目前鋰離子電池的負極材料按反應類型可以分為插層類材料,合金類材料和轉(zhuǎn)換類材料。而插層類材料中石墨具有較低的理論容量(372 mA h g-1)和差的倍率性能。為了提高負極材料的容量,新的合金類和轉(zhuǎn)換類材料正不斷被發(fā)掘。
近日,北京大學深圳研究生院新材料學院在潘鋒教授指導下,博士后張明建和田雷雷等人和團隊的老師同學合作,展示了一種新的制備高性能鋰離子電池負極材料的方法:通過無碳和含碳的二維層狀分子前驅(qū)體的熱分解,可以獲得均勻的介孔結構和碳雜化結構,將它們用作鋰離子電池的負極材料,表現(xiàn)出大的可逆容量、優(yōu)異的循環(huán)和倍率性能。這種方法的優(yōu)越性體現(xiàn)在:分子前驅(qū)體在分子水平上的均勻性帶來了產(chǎn)物中介孔和碳摻雜的均勻性,這可能是其優(yōu)異性能的主要原因。該研究成果已被國際著名期刊Chemical Communications (自然指數(shù)的雜志之一,Nature Index) 接收(DOI: 10.1039/c6cc00520a,影響因子6.834)。

圖1、 二維層狀分子前驅(qū)體裂解得到介孔和碳雜化材料用作鋰離子電池負極
該項工作得到了廣東省引進科技創(chuàng)新團隊項目、深圳孔雀計劃及中國博士后基金等項目的支持。
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Ming-Jian Zhang, Lei-Lei Tian, Shuankui Li, Ling-Piao Lin and Feng Pan*, Mesoporous and carbon hybrid structures from layered molecular precursors for Li-ion battery application: the case of β-In2S3, Chem. Commun. 2016, DOI: 10.1039/c6cc00520a.