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        材料學院樊聰副教授在鉀離子二次電池領域取得重要研究進展
        發布日期:2020-02-28作者: 審核人:李翰超 閱讀次數:

        近日,我院唐武教授團隊樊聰副教授在材料類著名期刊《Advanced Functional Materials》發表題為“Novel Insoluble Organic Cathodes for Advanced Organic K-ion Batteries”的原創性研究論文。碩士研究生胡楊為該論文第一作者,樊聰老師為該論文通訊作者,材料與能源學院為唯一通訊單位。

        鉀離子二次電池性能出色、成本低廉U2电竞体育。由于鉀離子半徑較大,開發能存儲鉀離子的高效正極和負極材料絕非易事。該工作報道合成了一個新型有機小分子正極材料PTCDI-DAQ及其在有機鉀離子電池(organic potassium-ion batteries, OPIBs)中的高效應用。在以鉀金屬為對電極的半電池中,PTCDI-DAQ展現出高比容量(200 mAh g-1)和高倍率性能(133 mAh g-1@20 A g-1)U2电竞体育。同時U2电竞体育,使用有機小分子K4TP作為負極,PTCDI-DAQ作為有機正極所構建的新型有機鉀離子電池也取得非常好的電池性能。該K4TP II PTCDI-DAQ有機鉀離子電池的放電中值電壓為1.38 V(0.2-3.2 V)、放電比容量為213 mAh g-1正極@100 mA g-1和94 mAh g-1正極@10 A g-1、電池能量密度達到295 Wh kg-1正極、充放電次數超過30000周。

        綜上,此工作代表了目前鉀離子電池研究領域的世界領先水平,為有機鉀離子電池的實用化邁出重要一步。

        圖1、PTCDI-DAQ的分子結構式和合成路線圖

        圖2、(a) K4TP有機負極II PTCDI-DAQ有機正極鉀離子電池結構示意圖;(b)使用新型有機鉀離子電池點亮的紅光LED燈泡。

        據悉,樊聰老師在國際上率先證明了電化學活性有機化合物可以高效的作為鉀離子電池正極和負極材料,實現了有機鉀離子電池(OPIBs)概念和實用器件從0到1的突破。近四年來(2017-2020),樊聰老師在新型有機鉀離子電池正負極材料做出了一些系統性和原創性的研究工作,相關研究成果陸續發表在《Advanced Functional Materials》U2电竞体育、《Nano Energy》、《Journal of Materials Chemistry A》U2电竞体育、《ACS Applied Materials & Interfaces》、《Chemical Communications》、《Electrochimica Acta》等著名材料化學類期刊上。

        相關鏈接:

        論文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202000675。

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