《二維異質複合薄膜材料的可控制備及儲鋰性能研究》是依託上海交通大學，由王開學擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：二維異質複合薄膜材料的可控制備及儲鋰性能研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：王開學
- 依託單位：上海交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
電極材料是鋰離子電池的關鍵部分，是提高鋰離子電池性能的關鍵和制約鋰離子電池發展的瓶頸。本項目擬以高比容量、廉價的金屬硫化物材料為研究對象，通過新的製備路線的開發，原位可控生長金屬硫化物/石墨烯二維異質薄膜材料；最佳化製備和後處理條件，控制金屬硫化物的晶相，提高其結晶度，並精確調控異質薄膜材料的堆砌層數，提高材料鋰離子遷移率和導電性，達到提高其比容量、改善倍率特性和循環穩定性等電化學性能的目標，推動金屬硫化物在鋰離子電池電極材料中的實際套用；利用原位X-射線衍射和吸收等線上檢測手段研究鋰離子電池充放電過程，闡釋二維異質薄膜電極材料的儲鋰機理，為開發容量大、倍率特性好、循環穩定性高和成本低的鋰離子電池電極材料進行積極探索。
結題摘要
電極材料是鋰離子電池的關鍵部分，是提高鋰離子電池性能的關鍵和制約鋰離子電池發展的瓶頸。本項目以高比容量、廉價的金屬硫化物材料為研究對象，通過原位鹽模板製備路線，原位可控生長層層堆砌的金屬硫化物/石墨烯二維異質薄膜材料；利用靜電相互作用，通過層-層自組裝的設計，與石墨烯複合製備出釩酸鋰/石墨烯電極材料。並通過調控異質薄膜材料的堆砌層數，提高了材料鋰離子遷移率和導電性，進而提升了其比容量、改善倍率特性和循環穩定性等電化學性能。在合成的基礎上，研究和闡釋了電極材料的儲鋰機制。我們還成功地將本課題開發的研究策略套用到了其他複合電極材料的製備，獲得了一系列結構新穎、性能優異的鈉離子電池、鉀離子電池、超級電容器和鋰空氣電池電極材料。項目實施過程中，在Angew Chem., Adv. Mater., Adv. Energy Mater., Adv. Funct. Mater., Nano Lett.等國際知名學術期刊上共發表SCI收錄論文23篇，影響因子大於10的有9篇，申請並授權了4項國家發明專利。
