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威尼斯app黄正宏课题组在柔性电极材料方面取得新进展

2019年5月,我们的团队黄正红研究小组在美国化学学会期刊《ACS Nano》在线发表《水蒸气选择性刻蚀:一种有效提高碳纸电极柔性和抑制体积膨胀的策略》(蒸汽选择性蚀刻:有效提高碳化纸支撑电极的灵活性和抑制碳量变化的电极量的策略)研究论文。本文提出了一种选择性水蒸气蚀刻方法,获得了具有良好柔韧性和长循环稳定性的锂离子电极材料,为提高电极材料的柔韧性和抑制体积膨胀提供了新的思路。充放电。 柔性锂离子电池需要在弯曲,折叠或压缩的状态下工作,并且在上述条件下具有足够的容量和长循环稳定性,并且有望在未来广泛用于便携式和可穿戴电子设备中。纸,碳布,棉布和一些纺织品由于其良好的柔韧性而直接用作构造柔性电极的基础,但其较差的锂储存容量降低了整个电极的比容量/能量密度。 “死亡质量/体积”。对于纸基材料,通过高温碳化将其转化为轻质,高保留的导电性导电碳纤维,可将其转化为“轻质/体积”,但碳化基质易碎并失去灵活性。另外,这些电极材料的高容量活性材料(例如金属氧化物Fe 2 O 3,MoO 2,SnO 2和V 2 O 3等)可能在锂插入/脱锂期间面临体积变化大和循环稳定性差的问题。 鉴于碳纸电极的脆性大,循环稳定性差,本研究提出了一种选择性水蒸气蚀刻策略,成功地解决了这些问题。在碳化过程中,水蒸气选择性地蚀刻掉与氧化物相邻的碳原子,使氧化物嵌入纤维中形成淋浴状结构,有效地抑制氧化物的体积膨胀,提高氧化物的循环稳定性。电极。另外,通过水蒸气蚀刻引入的孔释放由弯曲产生的机械应力,从而增强碳化纸电极的柔韧性。组装的柔性全电池具有出色的性能和灵活性,展示了在可穿戴设备中的应用潜力。 论文的第一作者是张文杰,博士。威尼斯app的学生,讲师是翁玉清院士和研究员黄正红(通讯作者)。该研究工作得到了国家自然科学基金的支持。 链接到论文:https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/acsnano.9b01173

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