齊利民和周恒輝課題組合作發(fā)展了納米陣列電極制備新技術(shù)
時間：2021-04-06 16:50:03學(xué)院：化學(xué)與分子工程學(xué)院學(xué)校：北京大學(xué)
???? 作為一類清潔環(huán)保的高性能化學(xué)電源，鋰離子電池近年來得到迅速發(fā)展。目前鋰離子電池的實際性能仍難以滿足人們?nèi)找嬖鲩L的需求，而其性能在很大程度上取決于電極的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，因此制備具有獨特結(jié)構(gòu)且能夠滿足未來需求的納米結(jié)構(gòu)電極是人們面臨的一項挑戰(zhàn)。最近，北京大學(xué)化學(xué)學(xué)院齊利民課題組與周恒輝課題組合作，發(fā)展了一種制備具有優(yōu)異倍率性能和超長循環(huán)壽命的鈦酸鋰納米片陣列電極的新技術(shù)。
?????齊利民課題組早前曾在可應(yīng)用于鋰離子電池負極材料的新型氧化物納米結(jié)構(gòu)的可控制備方面取得重要進展，合成了多種形貌的氧化錫納米管（Small 2010, 6, 296；ESI高被引論文）和結(jié)構(gòu)獨特的氧化鈦納米孔介晶（J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 933；ESI高被引論文）。之后，他們與周恒輝課題組展開密切合作，建立了一種能夠在任意惰性基底表面生長氧化錫介晶納米棒陣列的動力學(xué)控制生長方法，獲得了具有優(yōu)異倍率性能的納米陣列電極（Nano Res. 2013, 6, 243）。在此基礎(chǔ)上，他們發(fā)展了一種獨具特色的、可用于制備自支撐納米片陣列結(jié)構(gòu)的前體轉(zhuǎn)化技術(shù)，首次獲得了直接生長于鈦箔基底上的鈦酸鋰納米片陣列。由這種納米片陣列構(gòu)成的鋰離子電池負極呈現(xiàn)出非常優(yōu)異的高倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性，在50 C的高充放電速率下循環(huán)3000次后，仍然能夠保持124 mAh/g的容量。由于鈦箔具有良好的柔韌性，生長于鈦箔基底上的鈦酸鋰納米片陣列還可以直接用于構(gòu)筑新型柔性電池，從而在可快速充電的柔性電子器件領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。這項工作以封面文章的形式發(fā)表于2014年6月出版的一期Energy Environ. Sci.雜志上（Energy Environ. Sci. 2014, 7, 1924）。
?????? 北京大學(xué)化學(xué)學(xué)院博士研究生陳帥是該論文的第一作者。該項工作得到了國家自然科學(xué)基金委和科技部的資助。
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