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新聞網(wǎng)訊 近日，我校物理科學學院李洪森教授、陳棟副教授和李強教授(共同通訊作者)提出了一種可用于高能量/功率密度鉀離子電容器的新型多孔釩酸鈷納米籠@石墨烯復合材料，并對其儲鉀機制進行了詳細解析。相關(guān)成果以“Fast potassium Storage in Porous CoV₂O₆Nanosphere@Graphene Oxide towards High-Performance Potassium-Ion Capacitors”為題發(fā)表在材料領(lǐng)域重要期刊Energy Storage Materials上(中科院一區(qū)，影響因子16.28)。

在這項工作中，該團隊使用一種簡單的溶劑熱結(jié)合后續(xù)煅燒的方法，制備了一種具有多孔結(jié)構(gòu)的釩酸鈷納米籠材料。通過一系列的非原位XPS、TEM測試以及第一性原理計算等首次證明了對于釩酸鈷材料來說其嵌鉀過程涉及先嵌入后轉(zhuǎn)化的過程，且整個過程完全可逆。進一步與氧化石墨烯復合后，得益于其優(yōu)異的結(jié)構(gòu)設計以及高的電子導電性，釩酸鈷納米籠@氧化石墨烯復合材料展現(xiàn)出良好的儲鉀性能，當與活性炭(AC)正極匹配組裝為PICs后，實現(xiàn)了較高的能量-功率密度(78.2 Wh kg^-1，22500 W kg^-1)以及超長的循環(huán)壽命(1 A g^-1的電流密度下3000次循環(huán)后容量保持率為96.8%)。該工作探索了過渡金屬釩酸鹽作為鉀離子電池負極材料，并為未來可充電金屬離子化學中電極結(jié)構(gòu)的構(gòu)建提供創(chuàng)新性見解。

本文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405829721002178