锂离子电池是一种高效、安全、环保、便捷的能量存储装置,已经被广泛应用于消费电子、计算机等领域,并成为电动车(EVs)的关键组成部件。然而,锂离子电池的电极材料是影响其性能的关键,而目前商业化的锂离子电池正极材料(如磷酸铁锂、钴酸锂、镍钴锰三元材料等)其理论比能量有限,已不能满足人们的需求。因此开发新型的锂离子电池正极材料,成为了近些年锂离子电池研究领域的研究热点之一。
在北京大学新材料学院院长潘锋教授的指导下,2014级硕士生谭瑞、博士后杨金龙以及2015级博士生胡江涛(共同第一作者)积极合作,研发了核壳型氮掺杂石墨烯包裹二硫化铁复合电极材料(FeS2@N-G)。开发新型的锂离子电池正极材料,结合了纳米级二硫化铁和氮掺杂石墨烯壳的优势,获得了优越的电化学性能。该材料在0.15 kW/g下,比能量高达950 Wh/kg,并且在0.75 kW/g循环400次,比能量仍有600Wh/kg。与此同时,此工作还对影响FeS2充放电性能进行了机理性探究,让科研工作者们对该材料有了进一步的认识。该科研工作发表在RSC旗下的《Chem. Commun.》(DOI: 10.1039/C5CC08002A)杂志上。
图1 (a) FeS2@N-G合成路线图。(b) FeS2@N-G的TEM图。(c) 高角度TEM图。
图2 (a)FeS2充放电机理示意图。(b)多种锂离子电池正极材料理论比功率vs理论比能量图。
http://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2015/CC/C5CC08002A
原文标题:Core-shell nano-FeS2@N-doped graphene as advanced cathode material for rechargeable Li-ion batteries
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