共价键碳修饰多组分金属磷化物复合材料的可控制备及其储钠机理研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:51801030
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:25.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:E0108.金属能源与环境材料
- 结题年份:2021
- 批准年份:2018
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2019-01-01 至2021-12-31
- 项目参与者:苏豪; 金峰; 王博; 程敏; 苏光;
- 关键词:
项目摘要
Despite the fact that transition metal phosphides have high theoretical specific capacity, their large-scale application as effective electrode materials for sodium-ion batteries has not yet been realized owing to their intrinsically low electronic conductivity and severe capacity fading caused by large volume variation upon cycling. To solve aforementioned critical issues that hamper the practical application of transition metal phosphides, an effective strategy that makes use of the in-situ transformation method was developed in this project to prepare covalent-bond carbon decorated metal phosphides composites to prevent severe pulverization and dissolution of phosphides during the charge and discharge process. Systematic study is carried out to investigate the formation mechanism of the covalent-bond carbon and subsequently analyze the synergistic effect imposed by the covalent-bond carbon on the phosphides, which will reveal the correlation between the stability at the interfaces and electrochemical performances. Meanwhile, the addition of foreign metal/non-metal elements to form multi-component metal phosphides composites is able to optimize the composition and electronic structure of the phosphides by improving their ion/electron transport. With the aid of various in-situ and ex-situ characterization techniques, the sodium storage mechanism of composites electrode can be revealed, which provides fundamental guidelines for developing high-performance electrode materials for sodium-ion batteries.
过渡金属磷化物虽然具有较高的理论比容量,然而较低的电子导电率以及循环过程中巨大体积效应导致了容量的大幅度衰减,严重限制了其作为钠离子电池电极材料的大规模应用。针对金属磷化物应用的关键性难题,本项目拟通过原位转化技术制备共价键碳修饰的金属磷化物复合材料,解决充放电过程中磷化物电极材料的破碎流失问题。系统研究磷化物表界面共价键碳的形成过程,分析共价键碳对金属磷化物的作用机理,揭示表界面稳定性与电化学性能之间的关系。同时,通过引入其它金属/非金属元素,从本质上优化其组分以及电子结构,进而实现多组分金属磷化物复合材料中电子和离子的快速传导。借助于各种原位/非原位表征技术,揭示复合电极材料的电化学储钠机理,为新型高性能钠离子电池电极材料的制备提供理论基础。
结项摘要
钠离子电池由于成本低、资源丰富,成为取代锂离子电池在大规模储能领域应用的理想选择。然而由于钠离子半径较大,在电极材料中嵌入/脱出动力学过程较慢,且会造成结构破坏,导致了容量的大幅度衰减,严重限制了钠离子电池的大规模应用。针对钠离子电池应用的关键性难题,本项目拟通过原位转化技术制备共价键碳修饰的钠离子电池复合电极材料,解决充放电过程中钠离子电池电极材料的破碎流失问题。通过引入其它金属/非金属元素,从本质上优化金属磷化物电极材料组分以及电子结构,进而实现多组分金属磷化物复合材料中电子和离子的快速传导。系统研究电极材料表界面共价键碳的形成过程,分析共价键碳对复合电极材料的作用机理,揭示表界面稳定性与电化学性能之间的关系。借助于各种原位/非原位表征技术,揭示复合电极材料的电化学储钠机理,为新型高性能钠离子电池电极材料的制备提供理论基础。
项目成果
期刊论文数量(16)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Metal–Oleate Complex‑Derived Bimetallic Oxides Nanoparticles Encapsulated in 3D Graphene Networks as Anodes for Efcient Lithium Storage with Pseudocapacitance
金属-油酸盐复合物-衍生的双金属氧化物纳米颗粒封装在 3D 石墨烯网络中作为阳极,通过赝电容实现高效锂存储
- DOI:--
- 发表时间:2019
- 期刊:Nano-Micro Letters
- 影响因子:26.6
- 作者:Yingying Cao;Kaiming Geng;Hongbo Geng;Huixiang Ang;Jie Pei;Yayuan Liu;Xueqin Cao;Junwei Zheng;Hongwei Gu
- 通讯作者:Hongwei Gu
Engineering CoN/Ni(OH)2 heterostructures with improved intrinsic interfacial charge transfer toward simultaneous hydrogen generation and urea-rich wastewater purifcation
工程CoN/Ni(OH)2异质结构具有改进的固有界面电荷转移,可同时产生氢气和富尿素废水净化
- DOI:--
- 发表时间:2020
- 期刊:Journal of Power Sources
- 影响因子:9.2
- 作者:Yafei Cheng;Fan Liao;Huilong Dong;Huaixin Wei;Hongbo Geng;Mingwang Shao
- 通讯作者:Mingwang Shao
Electronic Structure Regulation of Layered Vanadium Oxide via Interlayer Doping Strategy toward Superior High-Rate and Low-Temperature Zinc-Ion Batteries
通过层间掺杂策略调节层状氧化钒的电子结构以获得优异的高倍率和低温锌离子电池
- DOI:10.1002/adfm.201907684
- 发表时间:2020-02-01
- 期刊:ADVANCED FUNCTIONAL MATERIALS
- 影响因子:19
- 作者:Geng, Hongbo;Cheng, Min;Li, Cheng Chao
- 通讯作者:Li, Cheng Chao
Phosphorus-Doping-Induced Surface Vacancies of 3D Na2Ti3O7 Nanowire Arrays Enabling High-Rate and Long-Life Sodium Storage
磷掺杂引起的 3D Na2Ti3O7 纳米线阵列表面空位实现高速率和长寿命的钠存储
- DOI:10.1002/chem.201902993
- 发表时间:2019
- 期刊:Chemistry - A European Journal
- 影响因子:--
- 作者:Liu Dao-Sheng;Jin Feng;Huang Aijian;Sun Xiaoli;Su Hao;Yang Yang;Zhang Yufei;Rui Xianhong;Geng Hongbo;Li Cheng Chao
- 通讯作者:Li Cheng Chao
In situ construction of active interfaces towards improved high-rate performance of CoSe2
原位构建有源界面以提高 CoSe2 的高速性能
- DOI:10.1039/d1ta03280a
- 发表时间:2021-05-27
- 期刊:JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY A
- 影响因子:11.9
- 作者:Wang, Bo;Miao, Xiaowei;Li, Cheng Chao
- 通讯作者:Li, Cheng Chao
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其他文献
基于多岛遗传算法的复合材料缠绕壳体封头分区补强优化
- DOI:10.13801/j.cnki.fhclxb.20210819.004
- 发表时间:2022
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- 影响因子:--
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- DOI:--
- 发表时间:2022
- 期刊:复合材料科学与工程
- 影响因子:--
- 作者:祖磊;牟星;张骞;范文俊;吴世俊;吴乔国;张桂明;耿洪波
- 通讯作者:耿洪波
基于非线性有限元理论的复合材料壳体缠绕参数优化设计
- DOI:--
- 发表时间:2022
- 期刊:复合材料科学与工程
- 影响因子:--
- 作者:祖磊;范文俊;张骞;牟星;吴世俊;张桂明;吴乔国;耿洪波
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氮掺杂碳层包覆金属钴颗粒与氮掺杂石墨烯纳米复合材料作为高容量锂离子电池负极材料(英文)
- DOI:--
- 发表时间:2016
- 期刊:无机化学学报
- 影响因子:--
- 作者:耿凯明;吴俊杰;耿洪波;胡亚云;瞿根龙;潘越;郑军伟;顾宏伟
- 通讯作者:顾宏伟
其他文献
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