新型納米層狀電極可顯著提升電池性能
記者從合肥工業(yè)大學(xué)獲悉，該校科研人員通過(guò)調(diào)節(jié)層狀結(jié)構(gòu)過(guò)渡金屬二硫?qū)倩锏姆肿娱g層間距離，實(shí)現(xiàn)了電極材料電化學(xué)儲(chǔ)能與催化性能的大幅提升，為發(fā)展高性能電催化與儲(chǔ)能器件開(kāi)辟了新路徑。相關(guān)研究成果日前發(fā)表在《納米能源》和《先進(jìn)能源材料》等國(guó)際期刊上。
層狀過(guò)渡金屬二硫?qū)倩锛{米片具有層數(shù)可控、單層厚度超薄、二維層間通道豐富、層間表面積較大等特點(diǎn)，具有優(yōu)異的電化學(xué)性能，在二次電池、超級(jí)電容器、電催化和光電化學(xué)器件等方面具有良好的發(fā)展前景。然而，由于傳統(tǒng)層狀材料層間距離較窄，離子在材料層間傳輸?shù)淖枇^大，從而限制了其電化學(xué)性能。
合肥工業(yè)大學(xué)電子科學(xué)與應(yīng)用物理學(xué)院許俊教授課題組，與香港城市大學(xué)科研人員合作，將二硫化鉬的層間距從0.615納米寬化到0.99納米，從而促進(jìn)鈉離子的快速傳輸，提高了材料的電子電導(dǎo)率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，層間距寬化后的納米材料，實(shí)現(xiàn)了電極材料倍率性能和儲(chǔ)能穩(wěn)定性的大幅提升。
“通過(guò)外力拓寬層間距離后，可大幅降低鋰、鈉、鎂等離子在層間的傳輸阻力，從而提升這些納米材料在離子嵌入型儲(chǔ)能器件中的電化學(xué)性能。”許俊教授介紹說(shuō)，這一成果可應(yīng)用在鋰離子電池、鈉離子電池、鎂離子電池和超級(jí)電容器中，從而大幅提高儲(chǔ)能器件性能。
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