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化学学院博士研究生陈曼芳在《Small》发表高水平学术论文
发布时间:2018年10月29日   阅读:

近日,由新葡京化学学院王先友教授课题组参与承担的2018年国家重点研发计划项目“高安全长寿命高比能锂硫动力电池关键技术研发与装车示范”中的正极材料研究取得重要进展,其指导的2016级博士研究生陈曼芳在材料领域国际顶级期刊《Small》上发表锂硫电池正极材料构筑和制备的研究成果:“Multifunctional Heterostructures for Polysulfide Suppression in High-Performance Lithium-Sulfur Cathode” (论文链接:http://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/smll.201803134?af=R) 。

《Small》创刊于2004年,由德国Wiley-VCH出版社出版,是国际功能材料研究领域最具影响的顶尖学术期刊之一,当前影响因子为9.598。

锂硫电池因其超高的理论比容量和能量密度、环境友好、储量丰富、价格低廉等优点,被认为是下一代电化学储能器件的重要发展方向之一。但是锂硫电池的发展和未来的商业化应用仍然受限于很多因素,比如硫及其放电产物硫化锂极低的电导率,充放电过程中由于硫的体积变化导致的性能衰减,以及充放电中间产物多硫化锂的穿梭效应等。针对上述问题,主要的解决途径是将硫与各种碳材料和非碳的极性化合物进行复合来提升正极导电性的同时,实现对多硫化锂的有效吸附,进而抑制穿梭效应,提高电池性能。然而,如何实现高硫负载下,高面容量的发挥仍然是一个极具挑战性的工作。

陈曼芳巧妙地设计并制备了一种新型3D柔性多功能氮硫共掺杂碳布@二硫化钼/钙钛矿/碳纳米管/硫复合材料(DCC@MoS2/PrNP/CNTs/S)用于锂硫电池正极,实现了多硫化锂的平稳“抓附-扩散-转化”过程,即使在高硫负载下也能极大地抑制多硫化锂的穿梭,使得锂硫电池的面容量、倍率特性和循环寿命显著地改善,从而有效地提升了锂硫电池的性能。电池在5.2mg/cm2高硫负载下,循环50圈,可逆面容量高达4.75mAh/cm2。即使在1.0C倍率循环800圈,仍有871mAh/g比容量。该研究成果还为可穿戴式设备的柔性电极制备提供了新的思路。

陈曼芳博2016年9月进入化学学院学习,师从王先友教授,主要从事新型化学电源及其相关电极材料的研究工作。曾获2017年博士研究生国家奖学金、湖南省普通高校百佳大学生党员等奖励和荣誉称号。在导师的指导下主持了1项湖南省研究生科研创新项目。以第一作者发表SCI论文8篇,主要发表在国际权威学术期刊如Journal of Materials Chemistry A(SCI一区,影响因子9.931),Small(SCI一区,影响因子9.598),ACS Applied Materials & Interfaces(SCI一区,影响因子8.097),ChemSusChem(SCI一区,影响因子7.411),Chemical Engineering Journal(SCI一区,影响因子6.735)等杂志上。以导师第一,本人第二身份申请并授权国家发明专利一项。

附:王先友教授课题组网站http://recordshyip.com/nem.recordshyip.com/

(来源:化学学院)

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