南京工业大学朱纪欣教授课题组在Small上发表锂电池负极材料研究的新进展
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近年来，过渡金属氧化物作为锂离子电池负极材料以其高比容量、来源广等优点得到广泛关注。这类材料遵循的转换反应机制会在充放电过程中将材料 “纳米化”，在提高自身电化学活性的同时，较大的体积变化也会使材料的结构遭到不可逆破坏。构造中空结构被认为是能有效缓解体积变化带来的张力，提高电化学性能的有效方法之一。目前中空结构的制备主要利用牺牲模板，并配合奥斯瓦尔德熟化过程及后续热处理等，需要多步反应且产物多呈球形。
近日，南京工业大学IAM团队朱纪欣教授课题组设计了一种基于CuO自模板刻蚀制备FeOOH掺杂型CuO（F-CuO）中空八面体负极材料的方法。借助FeCl2刻蚀和反应溶剂效应，实现了空心八面体构筑单元由零维纳米晶粒向二维超薄纳米片结构转化，同时精准调控掺杂相FeOOH与CuO的组分构成。研究表明，充放电过程中F-CuO中空结构可有效缓释材料体积膨胀，而双重组分可实现自束缚弹性伸缩。结果显示，F-CuO负极材料在0.5 A g-1电流密度下可逆容量高达785 mAh g-1，1 A g-1下充放电循环300次后容量保有624 mAh g-1。该方法可拓展制备二维片自组装的一维阵列纳米结构，为其他空心结构的过渡金属化合物制备提供了一条新的思路。相关工作发表Small, 2017, DOI:10.1002/smll.201603500。
该工作得到了国家973，国家自然科学基金和青年千人计划等项目的资助和支持。
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来源：南京工业大学先进材料研究院
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