青岛能源所通过引入不同功能基团调控碳基材料的储锂性能
研究人员以石墨炔为例,使用化学修饰的前体通过交叉偶联反应合成了一系列具有氢、甲基和氰基等不同功能基团修饰的石墨炔衍生物。不同功能基团的引入,引起包括能隙、层间距和微观结构在内的特性发生了明显的变化,进而显著地影响到锂离子电池的存储容量。与石墨炔、氢修饰的石墨炔和甲基修饰的石墨炔相比,氰基修饰的石墨炔的电化学储锂性能提高最为显著,在电流密度为50 mAg-1时,其可逆容量高达1612 mAhg-1。并且氰基修饰的石墨炔因其独特的结构更有利于锂离子在面内和面外的扩散与传输,这样赋予其非常好的倍率性能及超高的稳定性能。该研究工作为精确调节碳材料的电子结构和性能提供了有效的策略,为石墨炔家族储锂性能研究以及探索新型碳素储能材料提供了理论依据和实验指导。
相关研究工作已被该领域的国际顶级著名学术期刊《Angewandte Chemie International Edition》(德国应用化学)接收发表,由于该研究成果的高度创新性及重要性,被此期刊评选为VIP(Very Important Paper)文章。
以上工作得到了国家自然科学基金,中科院前沿项目和研究所内重点部署项目,山东省自然科学基金的支持等资助。(文/图 胡秀丽 谢池朋)
图 不同功能基团修饰石墨炔材料及储锂性能研究
文章链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/anie.202004454。
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