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北大新材料學(xué)院在鋰電池新型核殼型FeS2電極材料取得突破

發(fā)布時間：2015-11-23

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鋰離子電池是一種高效、安全、環(huán)保、便捷的能量存儲裝置，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于消費電子、計算機等領(lǐng)域，并成為電動車（EVs）的關(guān)鍵組成部件。然而，鋰離子電池的電極材料是影響其性能的關(guān)鍵，而目前商業(yè)化的鋰離子電池正極材料（如磷酸鐵鋰、鈷酸鋰、鎳鈷錳三元材料等）其理論比能量有限，已不能滿足人們的需求。因此開發(fā)新型的鋰離子電池正極材料，成為了近些年鋰離子電池研究領(lǐng)域的研究熱點之一。
在潘鋒教授的指導(dǎo)下，2014級碩士生譚瑞、博士后楊金龍以及2015級博士生胡江濤（共同第一作者）積極合作，研發(fā)了核殼型氮摻雜石墨烯包裹二硫化鐵復(fù)合電極材料（FeS₂@N-G）。開發(fā)新型的鋰離子電池正極材料，結(jié)合了納米級二硫化鐵和氮摻雜石墨烯殼的優(yōu)勢，獲得了優(yōu)越的電化學(xué)性能。該材料在0.15 kW g^-1下，比能量高達950 Wh kg^-1，并且在0.75 kW g^-1循環(huán)400次，比能量仍有600Wh kg^-1。與此同時，此工作還對影響FeS2充放電性能進行了機理性探究，讓科研工作者們對該材料有了進一步的認識。該科研工作發(fā)表在英國化學(xué)會（RSC）旗下的自然指數(shù)（Nature Index）雜志之一的Chem. Comm.（DOI: 10.1039/C5CC08002A）雜志上。

圖1 (a) FeS2@N-G合成路線圖。(b) FeS2@N-G的TEM圖。(c) 高角度TEM圖。

圖2 (a)FeS₂充放電機理示意圖。(b)多種鋰離子電池正極材料理論比功率vs理論比能量圖。

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文章鏈接：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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