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鲁兵安课题组成功研发高容量高稳定性碘-钠电池

日前,一种新型的碘-钠电池由我校鲁兵安教授课题组研发成功,相关论文《An iodine quantum dots based rechargeable sodium-iodine battery》于2016年10月24日在线发表于《Advanced Energy Materials》(影响因子15.23),博士生龚德才与博士后王斌为共同第一作者,鲁兵安教授为通讯作者。

 

 

文章封面

 

碘作为新型的电池正极材料,具有较高的理论容量,同时海藻、海带等植物均可选择性吸收和富集海水中的碘,使得基于碘的碘锂电池受到了广泛关注与研究。钠离子电池是一种新型的廉价、环保二次电池。然而,碘在钠离子电池电解液中极易溶解,阻碍了碘钠电池的研发。

 

 

新型碘-钠半电池的性能测试

 

在鲁兵安教授的指导下,王斌博士后通过大量的理论计算证明了碘是一种潜在的钠电池正极材料。针对碘在电解液中极易溶解的问题,龚德才博士等用浓度梯度法制备了新型碘量子点石墨烯复合材料(碘量子点原位生长在还原氧化石墨烯中),利用石墨烯大的比表面积有效地抑制了碘溶解。实验表明,当电流密度为100 mA g-1,碘-钠电池的容量达到了171 mA h g-1,经过500次的循环充放电后容量未出现衰减。为了验证碘-钠电池的微观充放电机制,龚德才等人通过对电池结构进行改装,利用原位拉曼和原位电镜表征了充放电过程中电解液成分及碘量子晶体结构的变化。同时通过对碘-钠电池的正/负极匹配及优化制备出基于碘量子点石墨烯复合材料与钠化纳米碳纤维薄膜的碘-钠全电池。研发的新型碘-钠全电池具有容量高、稳定性好等优点,是一种潜在的低成本的动力电池。

 

新型碘-钠全电池的性能测试

 

相关研究工作得到了国家自然科学基金、湖湘杰出英才、湖南省自然科学基金、教育部博士点基金、湖南省青年骨干教师基金等的资助。

全文链接http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.201601885/full