新型納米層狀電極可顯著提升電池性能
從合肥工業(yè)大學(xué)獲悉,該?蒲腥藛T通過調(diào)節(jié)層狀結(jié)構(gòu)過渡金屬二硫?qū)倩锏姆肿娱g層間距離,實現(xiàn)了電極材料電化學(xué)儲能與催化性能的大幅提升,為發(fā)展高性能電催化與儲能器件開辟了新路徑。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》等國際期刊上。
層狀過渡金屬二硫?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。實驗結(jié)果表明,層間距寬化后的納米材料,實現(xiàn)了電極材料倍率性能和儲能穩(wěn)定性的大幅提升。 “通過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能器件中的電化學(xué)性能!痹S俊教授介紹說,這一成果可應(yīng)用在鋰離子電池、鈉離子電池、鎂離子電池和超級電容器中,從而大幅提高儲能器件性能。 |