Adv. Mater.：石墨电极中阴离子脱嵌反应稳定性的提升

随着不可再生化石燃料的不断消耗，电池越发广泛地出现在人们的日常生活中，小到手机、手表，大到汽车、大型储能电站等无处不在。目前市场上成熟的锂离子电池以锂离子在正负极之间嵌脱穿梭来实现储能的目的。但是，由于地球上金属资源的含量有限，势必将制约金属离子作为单电荷载体电池的发展。尽管超级电容器可以同时利用电解质中的阴、阳离子参与电化学过程储能，然而其在电极/电解质的界面处发生的反应以表面过程为主，表现出较低的能量密度，仍远远不能满足高比能储能的需求。

以石墨为正极的双离子电池（DIB），具有近5 V的工作电位，表现出更高的储能能量密度。然而，这类电池体系具有严重的电解质分解和石墨正极充放电过程中剥落失效等问题，导致其循环寿命和库伦效率很不理想。

近日，东北师范大学的吴兴隆教授课题组基于锂离子电池中石墨负极可以在固体电解质界面膜（SEI）的保护下得到良好的循环稳定性，将这一思路延伸至锂//石墨DIB体系中，即在电极表面构筑SEI来保护石墨正极，有效缓解了阴离子溶剂化效应和电解质分解沉积，稳定了阴离子脱嵌过程，极大限度地提升了双离子电池的循环性能和库伦效率。通过SEI改性的石墨电极，在上截止电压为5.0 V和200 mA g^-1的电流密度下，循环500次后，仍表现出优异的循环稳定性和96%的容量保持率。与未修饰原始石墨正极相比，得到了极大的改善。通过非原位研究发现，该人造SEI在电化学过程中重构后，有效稳定了石墨正极/电解质的界面，逐步建立了最佳的阴离子传输路径。这项成果提出了一条提升DIB性能的新途径，将促进DIB的发展和实用化。

这项成果近期发表在Advanced Materials 上，文章的第一作者是东北师范大学的硕士研究生李文灏。

该论文作者为：Wen-Hao Li, Qiu-Li Ning, Xiao-Tong Xi, Bao-Hua Hou, Jin-Zhi Guo, Yang Yang, Bin Chen, Xing-Long Wu

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Highly Improved Cycling Stability of Anion De-/Intercalation in the Graphite Cathode for Dual-Ion Batteries

Adv. Mater., 2019, 31, 1804766, DOI: 10.1002/adma.201804766

吴兴隆教授简介

吴兴隆，东北师范大学教授，博士生导师，主要从事新型储能材料和先进二次电池体系方面的研究工作。已在Adv. Mater., Adv. Energy Mater., Adv. Funct. Mater., Nano Energy 等学术期刊发表了研究论文130多篇，其中11篇被评选为ESI高被引论文，文章总引用超过7000次，H-index为38（http://www.researcherid.com/rid/J-8388-2012  ）；申请了发明专利20余项，已有9项获得授权；曾获得了教育部自然科学研究成果一等奖和中国科学院科技成果转化二等奖等科技奖励；培养的博/硕研究生中，已有二十多人次获得吉林省优秀学位论文/国家奖学金等奖励。