我院鲁兵安教授课题组在储能领域的研究取得重要进展-湖南大学物理与微电子科学学院

我院鲁兵安教授课题组在储能领域的研究取得重要进展

创建于2016年05月04日星期三作者 : wlxyuser1 浏览量 :

近日， ACS Nano(影响因子12.88)发表了我院杨钰桦博士为第一作者，鲁兵安教授为通讯作者，题为《Bacteria Absorption-Based Mn₂P₂O₇-Carbon @ Reduced Graphene Oxides for High Performance Lithium-Ion Battery Anodes》的论文。此为国际上首次报道基于细菌吸收制备高容量、长寿命的锂离子电池电极材料。文章链接http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.6b02036

基于细菌吸收制备的锂离子电池负极材料展现了高容量、长寿命。

发展新型高能量密度的绿色储能器件，以替代传统能量储运体系，是包括我国在内的世界各能源消耗大国的当务之急。锂离子电池作为高能量密度的储能设备被广泛地应用于手机、笔记本电脑等便携式电子产品中。然而由于锂离子电池容量低、寿命短等问题，研发高容量锂离子电池电极材料及克服容量衰减成为当前锂电池研究的重点。在鲁兵安教授的指导下，杨钰桦、王斌等课题组成员通过对细菌进行培养及后处理制备了非晶碳（细胞膜与细胞壁等转换为非晶碳）完美包覆活性材料的柔性电极，并对活性材料的储锂性能进行了第一性原理的计算、电化学性能测试。由于非晶碳完美地包覆了活性材料，在充放电过程中活性材料不会因粉化而溶解于电解液中，同时在充放电过程中SEI膜（钝化膜）绝大部分形成在结构稳定非晶碳的表面，从而实现锂离子电池的高容量和长寿命。实验结果显示，锂离子电池在循环2000次后容量几乎没有任何衰减。该研究成果为高性能、长寿命锂离子电池的电极材料的研发开辟了新方向。

电极材料的制备机理示意图及活性材料反应的理论计算示意图。

据悉，鲁兵安教授课题组长期从事动力储能电池及其关键材料的研究，2016年以来已经在Advanced Functional Materials（DOI: 10.1002/adfm.201504589，封面文章，影响因子 11.8）、Small（DOI:10.1002/smll.201600565，影响因子8.36）等学术期刊发表了多篇高水平论文。

相关研究工作得到了国家自然科学基金，教育部博士点基金，湖南省自然科学基金，湖南大学交叉学科基金，湖南大学青年教师成长基金等的资助。