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黄建宇教授团队在《先进科学》发表科研成果

作者 : 曾坛 编辑 : 邢政 来源:材料科学与工程学院 发布时间 : 2022-05-18 10:30:38 点击量:

5月14日,材料科学与工程学院黄建宇教授团队在国际知名期刊《先进科学》(Advanced Science)上发表论文《正极表面原位修饰实现长循环、高倍率氟化亚铁/锂电池》(Enabling Long Cycle Life and High Rate Iron Difluoride Based Lithium Batteries by In Situ Cathode Surface Modification),黄俏副教授、黄建宇教授为该文共同通讯作者,苏永博士和燕山大学陈敬钊博士为共同第一作者,我校为第一作者单位。

近年来,金属氟化物(MFs)等转换型正极因其突出的质量和体积能量密度引起研究者的广泛兴趣,铁基氟化物因其能量密度高、地壳中铁含量丰富、成本可能较低而受到特别关注。然而,铁基氟化物在电化学循环过程中容易诱导电解液的分解,形成不稳定的正极固态电解质界面膜(CEI)。如何构筑良好的离子和电子通道,稳定CEI界面膜是实现铁基氟化物的高倍率和长循环性能的关键。

图1 循环过程结构演变原理图

黄建宇教授团队通过将纳米FeF2嵌入到聚合物衍生碳基体(PDC)中,实现了前所未有的超长循环寿命以及高倍率性能。先进的电镜表征技术揭示了一层约2nm厚的Fe3O4壳在正极活性材料的表面原位形成,且在随后的循环中一直稳定存在(如图1所示)。稳定的Fe3O4层有效抑制了电解质分解和不良CEI的形成。

该论文的通讯作者黄俏主要从事锂电池正极材料、固态电解质以及电解液改性研究。在Nature materials, Energy & Environmental Science, Advanced Energy Materials, Advanced Science, Small等杂志发表论文多篇。黄建宇长期从事纳米能源材料领域的研究,建立了多种纳米科学和能源材料透射电镜-探针显微镜(TEM-SPM)原位定量测量技术。研究成果在Nature、Science、Physical Review Letters、Nature Nanotechnology、Nature Communications、Nature Methods等杂志上发表,发表论文280篇,h因子为90,总引用次数超过28000次。

论文链接:http://doi.org/10.1002/advs.202201419

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