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学术报告:石墨烯基先进复合电极材料的储能研究

来源:球探体育比分老版本 发布者:李梦溪发布时间:2015-11-25浏览次数:255

报告题目:石墨烯基先进复合电极材料的储能研究

报告人:余彦(中国科学技术大学材料科学与工程系)

报告时间:2015年11月25日15点

报告地点:物理科技楼237

报告摘要:石墨烯是一个两维单层石墨片,其表现出许多独特且吸引人的性质,例如,超高导电性,高导热性,高比表面积,稳定的化学性能。这些特性致使石墨烯成为一种构建三维导电网络优良材料,从而能够大幅提高锂离子和钠离子的电极材料的电化学储能性能。然而,由于石墨烯高的比表面积和片层间的强烈疏水作用力,石墨烯极其容易聚集成石墨片,导致对基于石墨烯的电极材料的电化学性能并不令人满意,相比起始电极材料,性能的提升并不显著。另一方面,当前电极材料基于多种储能存储机制,其中某些类型的电极材料对其存在的导电石墨烯网络进一步提出更高其他要求。例如锡基材料,金属氧化物,以及金属硫化物等拥有高理论容量的电极材料,其进行锂化/脱锂化的同时伴随巨大的体积变化,从而破坏了起始构建的石墨烯的网络,导致这些类型的石墨烯基复合材料表现出低的容量释放和差的循环寿命。因此,对于不同储能机制的电极材料,针对性地设计和构筑具有特定纳米结构的石墨烯基复合电极材料非常必要,也是一项具有挑战性的课题。

在这项研究中,我们对于各种不同类型的电极材料,设计和合成料具有不同特征的纳米结构的复合材料。例如,针对基于相转变储钠的NASICON型NaTi2(PO4)3(NTP)和Na3V2(PO4)(NVP)电极材料,我们设计并合成了三维石墨烯网络包裹得NTP纳米粒子的复合材料(0D-NTPì3D-GN)以及石墨烯和无定形碳双层包裹NVP纳米晶复合材料(NVP@C@RGO).[1,2]三维石墨烯网络增加了电子/离子传递动力学和提升电极结构稳定性,使得获得的复合电极材料在充放电倍率,长循环寿命以及初始库仑效率方面表现出优异的电化学性能。

个人简介:余彦,中国科学技术大学教授。2006年于中国科学技术大学获博士学位。先后在美国(Florida International University)和德国(洪堡学者)马普固体研究所(Max Planck Institute for Solid State Research)从事科学研究工作。2012年加入中国科学技术大学材料科学与工程系,担任教授。

主要研究方向:功能材料的电化学制备、化学储能及相关电化学基础研究。包括一维纳米材料的可控制备及应用、高性能锂离子电池、钠离子电池、锂硫电池等关键电极材料的设计、合成及储能机制。已发表SCI研究论文80余篇,这些论文中有30多篇是以第一/通讯作者在JACS,  Angew. Chem.Int. Ed., Adv. Mater., Nano Lett., Energy & Environmental Science, Adv.Energ. Mater. 等杂志上发表。论文SCI他引用3000余次。现任RSC ADV副主编。