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李玉良院士团队黄长水研究员EES:氟化石墨炔展示超凡的储锂性能

李玉良院士团队黄长水研究员EES:氟化石墨炔展示超凡的储锂性能

第一作者:何建江

通讯作者:黄长水,李玉良

第一单位:中国科学院青岛生物能源与过程研究所

背景介绍:

    二维材料由于其特殊的物理化学性质(如二维拓扑结构、弱层间范德华力、大的比表面积等),具有成为一种优良柔性电极材料的巨大潜力。但传统二维材料原子排布致密,使其离子传输能力大大减弱。并且丰富的边缘原子具有较高的活性,大大降低了材料的循环稳定性。

本文亮点:

    作者在石墨炔的结构中引入氟原子,保留了共轭体系的情况下还扩大了锂离子的传输通道。与此同时,通过非原位xps以及理论计算分析了锂离子的存储位点,结果表明碳氟键具有良好的循环稳定性。此外,接触角实验证明了碳氟键与锂离子电池电解液具有很好的相容性。上述结果也为氟化的石墨炔在锂离子电池中的应用奠定了坚实的基础。

图文解析:

李玉良院士团队黄长水研究员EES:氟化石墨炔展示超凡的储锂性能

图一:物理性质表征

 

李玉良院士团队黄长水研究员EES:氟化石墨炔展示超凡的储锂性能

图2 非原位XPS及理论计算

 

李玉良院士团队黄长水研究员EES:氟化石墨炔展示超凡的储锂性能

图3 氟化石墨炔作为柔性电极的优势

一句话总结:氟化的石墨炔为柔性电极材料的设计合成提供了思路。

通讯作者介绍:

李玉良院士团队黄长水研究员EES:氟化石墨炔展示超凡的储锂性能

黄长水研究员,博士生导师,2014年入选中科院“百人计划”。本科毕业于中国科学技术大学大学化学系,之后2003-2008年就读于中国科学院化学研究所获博士学位。2008年-2010年在中国科学院化学研究所有机固体重点实验室工作。2010年-2014年在美国威斯康辛大学(麦迪逊分校)材料工程系&化学系开展博士后工作研究。现任中国科学院青岛生物能源与过程研究所研究员。

研究方向:二维碳材料的设计、制备,基于石墨炔等碳材料的新型能源存储和转化的应用开发,目前在Chem. Rev.Acc. Chem. Res.、Nat. Commun.、Adv. Mater.、Angew. Chem. Int. Ed.、Energy Environ. Sci.等国际权威杂志上发表SCI论文七十余篇。担任J Am. Chem. Soc.Adv. Mater.Nature Commun.等多个期刊的审稿人。

李玉良院士团队黄长水研究员EES:氟化石墨炔展示超凡的储锂性能

 

李玉良院士,中国科学院化学研究所研究员、中国科学院大学教授、博士生导师,中国科学院院士。科技部国家重大科学研究计划“973”项目首席科学家(2006-2015),国家自然科学基金委员会重大研究计划指导专家组成员。曾在荷兰阿姆斯特丹大学化学系、美国Nortre Dame (圣母) 大学放射实验室、美国佐治亚理工学院和香港大学化学系从事研究及合作研究。在Acc. Chem. Res., Chem. Soc. Rev., J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem.Int. Ed., Nat. Commun.,Adv. Mater., PNAS等国际权威学术杂志上发表论文600余篇。2002年、2005年和2014年三次获得国家自然科学二等奖,两次获北京市科学技术奖(自然科学)一等奖和中国科学院自然科学二等奖一次,是2017年全国创新争先奖奖状获得者。研究领域为碳基、富碳基材料设计、聚集态结构、异质结构和材料。主要聚焦在发展碳基和富碳分子基材料定向、多维、大尺寸聚集态结构和异质结构自组织生长、自组装方法学以及在能源、催化和光电等领域的应用。

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