物电院鲁兵安教授课题组在储能领域的研究再获重要进展图文

日前，我校物理与微电子科学学院鲁兵安教授课题组在储能领域的研究再获重要进展，实现了硅基锂电池负极材料在千次循环后其容量仍接近理论容量。相关工作将作为封面文章发表在《ACS Nano》(影响因子13.334)上，题目是“Atomic Scale Control of Silicon Expansion Space as Ultra-Stable Battery Anodes”。课题组朱建博士和汪涛博士是论文共同第一作者、鲁兵安教授是通讯作者。

可充电锂离子电池目前广泛应用于手机、笔记本电脑等现代数码产品中。开发新的具备高容量与长循环寿命的电极材料是锂离子电池的核心问题。在锂离子电池负极材料中,硅以其它材料无法比拟的容量优势(理论比容量为4200 mA h/g，比传统石墨电极大10倍)得到了广泛关注。但是硅负极在使用中存在两个不足：一是充放电过程中体积剧烈变化造成循环性能差，二是在循环过程中硅表面不断形成不稳定的固态电解质界面，阻碍了锂离子的有效传导。

 鲁兵安教授课题组利用原子层沉积和静电纺丝相结合制备了硅/石墨烯/碳纳米线三维柔性电极。利用原子层沉积巧妙地实现了纳米硅在充放电过程中的膨胀空间原子级别的控制。同时由于石墨烯和碳纤维的高导电性使得电极材料具有良好的倍率性能，在700 mA/g的电流密度循环1050次后（8个月左右时间持续循环），该电极材料任展现出2002 mAh/g的可逆容量（平均每个循环衰减0.006％）。

据悉，在鲁兵安教授指导下，朱建同学已经以第一作者发表了8篇SCI论文，其中影响因子大于10的论文4篇。目前朱建同学在国家留学基金委的资助下在加州大学洛杉矶分校段镶锋教授课题组进行为期两年的学习。

相关研究工作得到了国家自然科学基金、教育部博士点基金、湖南省自然科学基金、湖南省青年骨干教师培育基金、湖湘青年英才基金、湖南大学交叉学科基金、湖南大学青年教师成长基金等的资助。

文章链接http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.6b04522 

责任编辑：郑梅珍