材料科学与工程学院科研团队发表重要研究成果

近日，材料科学与工程学院欧阳晓平院士团队在先进原电池领域取得了原创性突破。论文名称为《表面工程助力实现超快的锂/钠/钾原电池》(Surface Engineering of Fluorinated Graphene Nanosheets Enables Ultrafast Lithium/Sodium/Potassium Primary Batteries)，发表于国际著名期刊《先进材料》(Advanced Materials,IF: 29.4)。学院罗振亚博士后为论文第一作者，潘俊安副教授、潘勇教授、欧阳晓平院士为论文共同通讯作者，我校为论文第一单位。(原文链接：https://doi:10.1002/adma.202303444.)

这项工作中，团队基于结合了表面脱氟和氮掺杂的高效表面工程策略，在氟化石墨烯纳米片表面构建了厚度可控的纳米级导电层以增强电子和离子导电性。利用表面工程策略制备的DFG-N材料具备高氟含量、高氮掺杂量、大的层间距、良好的润湿性、大的比表面积、电化学活性高的C-F键、更多的类石墨sp²C=C键和微量的非活性C-F₂键等优点。因此，DFG-N正极在Li/Na/K原电池体系中都首次实现了创纪录的超高放电倍率和高功率密度。Li/DFG-N电池在1 C时具有1828 Wh kg^-1的超高能量密度，在50 C(43.25 A g^-1)的超快速率下表现出高达77456 W kg^-1的功率密度。此外，使用DFG-N作为正极，在新型Na/CF_x和K/CF_x电池中也实现了前所未有的放电倍率(10 C)和超高功率能量(15256 W kg^-1和17881 W kg^-1)。这些优异性能证明，通过表面工程策略实现了CF_x的超高功率密度而没有降低能量密度，并指出了开发先进的超快Li/Na/K原电池的方向。

（具有导电表面和快离子通道的DFG-N的制备示意图）

（Li/CFx电池的电化学性能及文献对比）

（机理分析与理论计算）

近年来，材料科学与工程学院致力于国家重大战略需求，着重解决新能源、航空航天、信息、探测技术等领域的材料设计、制备、性能与应用中的重大科学和工程化问题，获得了系列原创性研究成果。