海洋学院刘海萍课题组在国际Top期刊《Nano Energy》发表SCI论文

来源:海洋科学与技术学院  发布时间:2019-09-10  浏览次数:18

我校海洋学院博士生导师刘海萍副教授课题组在锂离子电池高电压材料镍锰酸锂的研究取得重大进展。研究成果发表于材料领域顶级期刊《Nano Energy影响因子:15.548论文题目为《高电压锂离子正极材料LiNi0.5Mn1.5O4循环稳定性研究》(Insight into the improved cycling stability of sphere-nanorod-like micro-nanostructured high voltage spinel cathode for lithium-ion batteries)。该论文是刘海萍副教授在澳大利亚伍伦贡大学(University of Wollongong)访学期间与伍伦贡大学郭再萍教授课题组的合作成果。郭再萍教授系澳大利亚伍伦贡大学工程学院和超导与电子材料研究所杰出教授澳大利亚研究理事会未来学者(ARC Future Fellow, FT3)。郭再萍教授课题组长期从事新能源材料的科学研究及产业化应用,如//钾离子电池、超级电容器、储氢和燃料电池等新能源领域。刘海萍副教授为第1作者,哈尔滨工业大学为第1作者单位

近年来,发展具有高能量密度及长循环稳定性的正极材料是锂离子电池发展的关键因素之一。尖晶石结构的LiNi0.5-xMn1.5+xO4 (LNMO)具有高电压(4.7 VVS Li/Li+),高能量密度(650 Wh/kg),结构稳定,可提供三维Li+传输通道等优点被认为是锂离子电池发展中极具前途与吸引力的正极材料。然而,目前报道的LNMO材料存在充放电过程中材料结构及循环稳定性较差,尤其是在高电压下,电解液分解,电池容量衰减明显以及寿命缩短等问题,制约了其商业化应用。在其背景下,自2014年始,刘海萍课题组对高电压LNMO材料进行了长达5年多的研究工作,掌握了多种制备方法,改善了LNMO材料的循环稳定性。本论文研究成果则是在课题组研究基础上,与澳洲郭再萍教授课题组合作,通过可控设计,构建了具有不同晶面、形貌的微-LNMO材料,结合电化学、现代材料分析方法及理论计算(Density Functional Theory calculations, DFT)等方法分析其长循环稳定性,并采用In situ XRD 对不同微结构的LNMO在充放电过程中的结构变化等进行深入研究,取得了突破性成果。本论文的研究不仅证明了晶体结构和微观形貌控制对高电压材料性能至关重要,更为重要的是为高电压材料在化学电源领域的商业化应用打开了新的窗口。本论文理论计算得到了黑龙江大学谢颖教授的大力支持。本论文的研究受到了国家留学基金委和山东省自然科学基金等项目的支持。

  

近年来刘海萍课题组在新型电池材料制备及改性、电化学表面改性等电化学领域开展了大量研究工作。在Journal of Power Sources(影响因子:7.467), Electrochimica Acta(影响因子:5.383),Sci China Mated(影响因子:5.636)等电化学、材料领域国际权威期刊上发表多篇学术论文。

本文链接:https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2019.104100