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锂硫电池正极材料又添新成员——POMs分子团簇

厦门大学化学化工学院董全峰教授课题组和英国格拉斯哥大学Leroy Cronin教授课题组在锂硫电池研究方面取得新进展。研究成果“Strategies to Explore and Develop Reversible Redox Reactions of Li-S in Electrode Architectures using Silver-Polyoxometalate Clusters”发表在Journal of the American Chemical SocietyJ. Am. Chem. Soc., 2018. 影响因子IF=13.038)上。

课题组在硫复合材料正极方面进行了系列工作(Chem. Mater., 2015, 27, 2048−2055; Energy Environ. Sci., 2016, 9, 1998; ACS Nano, 2017, 11, 6031-6039; ACS Nano, 2017,11(11), 11417-11424)。该研究首次以POMs分子团簇作为锂硫电池正极基体材料,这种材料(K3[H3AgIPW11O39])同时具有路易斯酸和路易斯碱位,因而具有双位点吸附多硫化物的功能,可实现对硫电化学反应过程的高效调控。实验结果和DFT理论计算表明,Ag(I)的杂金属离子在聚阴离子的骨架结构中,可以调节整个系统对多硫化物的吸附以及端点氧原子对锂离子的吸附。以其作为骨架材料制备的锂硫电池表现出优异的电化学性能。相比于其它非碳锂硫电池正极载体材料,POMs分子团簇具有制备简单,价格低廉,环境友好和种类多样的特点;同时,POMs材料还是一类新型储能材料,课题组之前在基于团簇分子的储能材料用作锂离子电池正极和对称电池领域也已经取得首创性成果(Adv. Mater., 27: 4649–4654; Adv. Energy Mater. 2018, 8, 1701021)。

              锂硫电池正极材料又添新成员——POMs分子团簇

该项研究为厦门大学董全峰课题组和英国Glasgow大学Leroy Cronin课题组(2016年中组部千人计划B类)合作研究成果。化学化工学院2013级博士生叶建川和已毕业博士陈嘉嘉为共同第一作者,2014级博士生邓丁榕参与测试表征,袁汝明老师完成DFT理论计算部分工作,厦门大学董全峰教授,郑明森副教授和格拉斯哥大学的Leroy Cronin教授共同参与了学生指导、实验设计以及论文写作。研究工作得到973计划(2015CB251102),国家自然科学基金(U1305246、21673196、21621091、21533006),中央高校基本科研业务费专项资金(20720150042)以及中组部千人计划项目的支持。

 

 

您可以通过以下方式引用和打开论文:

Ye J C, Chen J J, Yuan R M, et al. Strategies to Explore and Develop Reversible Redox Reactions of Li-S in Electrode Architectures using Silver-Polyoxometalate Clusters[J]. 2018.

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