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碳納米管@鎳@鎳鈷硅酸鹽核殼型鋰氧電池催化劑:提高催化性能且抑制副產物的生成

發布日期:2018年06月29日  作者:  編輯:化工學院  文章點擊量:

 

由于高的理論比能量密度,鋰空(氧)電池受到國內外學者廣泛關注,且被認為很有希望替代鋰離子電池,應用于電動車以及電網級電能儲存系統。然而,鋰氧電池在商用之前,需要解決幾個關鍵的問題:低容量,差倍率和短循環壽命。產生這些問題的主要原因是在充放電過程中低的反應動力學。因此,很多學者試圖開發具有高比面積、高孔體積的催化劑作為電極材料來提高動力學,降低充放電過程中的過電勢。

由于高的導電性能以及結構的多樣性,碳材料是較理想的一種電極材料。然而,這些碳材料易與電解液以及過氧化鋰中間物種發生副反應,生成碳酸鋰等副產物,逐漸提高過電勢,降低電池的循環壽命。

澳门新萄京針對這些問題,我院李自衛老師與東國大學Kang Yongmook教授課題組提出,把具有高催化劑活性的鎳鈷硅酸鹽包覆在具有高導電能力的碳納米管表面,形成核殼型催化劑,減少碳納米管與電解液直接接觸,從而抑制碳酸鋰等副產物的生成。并通過將鎳鈷硅酸鹽部分還原出金屬鎳,進一步提高材料的整體電子傳輸能力。得到的碳納米管@鎳@鎳鈷硅酸鹽核殼催化劑的放電容量達到10046 mAhg-1cat,循環次數達54次。該研究工作發表在材料化學A雜志上(J. Mater. Chem. A, 6, 10447-10455,2018.),影響因子8.867。

澳门新萄京    全文見刊.該工作得到國家自然科學基金青年項目(21606057)和貴州省科學技術基金([2016]1061)的大力支持。

澳门新萄京研究團隊合影(右起第三位為李自衛副教授)

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