江大新聞網(wǎng)訊 近期，我校光電材料與技術(shù)學(xué)院梁濟(jì)元研究員指導(dǎo)課題組碩士研究生在先進(jìn)能源材料和儲能技術(shù)方面取得系列重要研究進(jìn)展，成果在多家國際知名期刊上發(fā)表。

能源存儲技術(shù)的革命性變化對下一代鋰離子電池負(fù)極材料提出了更高要求。研究團(tuán)隊(duì)在能源存儲技術(shù)新興材料——高熵氧化物(HEO)相關(guān)研究方面，以氯化鈉為模版，五種不同低熔點(diǎn)乙酰丙酮金屬鹽前驅(qū)體，通過將他們混合后煅燒處理，氯化鈉限域反應(yīng)空間有效抑制有機(jī)金屬鹽分解膨脹導(dǎo)致金屬分散問題，從而得到具有高純度多孔納米尖晶石結(jié)構(gòu)高熵氧化物。相關(guān)內(nèi)容以《Inert salt-assisted solvent-free synthesis of high-entropy oxide towards high-performance lithium-ion batteries》為題發(fā)表在《Chemical Engineering Journal》上（中科院一區(qū)Top, IF= 13.3）。論文第一作者為2023級碩士研究生劉曉浪，江漢大學(xué)為第一單位，梁濟(jì)元研究員為通訊作者。

盡管高熵材料在儲能領(lǐng)域具有較好的應(yīng)用前景，但是其還存在電導(dǎo)率低、體積膨脹以及界面副反應(yīng)等諸多問題。針對這些問題，研究團(tuán)隊(duì)基于前期研究，將傳統(tǒng)電極制備工藝使用的粘結(jié)劑聚偏二氟乙烯（PVDF）換成聚丙烯腈（PAN），在惰性氣氛下對極片進(jìn)行環(huán)化熱處理，PAN原位環(huán)化形成高石墨化結(jié)構(gòu)且緊密包覆在高熵氧化物表面，有效提高了電極界面導(dǎo)電性，抑制電極體積膨脹及其帶來的界面副反應(yīng)問題。相關(guān)內(nèi)容以《In Situ Cyclized Polyacrylonitrile Coating: Key to Stabilizing Porous High-Entropy Oxide Anodes for High-Performance Lithium-Ion Batteries》為題發(fā)表在《Advanced Functional Materials》上（中科院一區(qū)Top, IF= 18.5），該論文第一作者為鄭州大學(xué)與我校聯(lián)合培養(yǎng)的2022級碩士生洪昶，江漢大學(xué)為第一單位，梁濟(jì)元研究員為通訊作者。

金屬鋰（LM）是下一代高能量密度電池的理想負(fù)極。然而，副反應(yīng)、體積變化和鋰枝晶生長嚴(yán)重限制了LM的實(shí)際應(yīng)用。通過引入親鋰材料將金屬銅（Cu）箔的二維平面重構(gòu)為三維平面一直是近幾年的熱點(diǎn)研究課題，也是實(shí)現(xiàn)鋰金屬均勻沉積的一種行之有效的方法。研究團(tuán)隊(duì)利用原位氟化-蝕刻策略成功制備了具有中空結(jié)構(gòu)的CoF2@C-HS復(fù)合材料。該研究以《Lithiophilic CoF2@C hollow spheres towards spatial lithium deposition for stable lithium metal batteries》為題發(fā)表在《Journal of Energy Chemistry》上（中科院一區(qū)Top, IF= 14），2022級碩士研究生王建行為第一作者，江漢大學(xué)為第一單位，梁濟(jì)元研究員為通訊作者。

此外，發(fā)揮鋰金屬負(fù)極的優(yōu)勢必須與高壓正極材料相匹配，從而使其獲得更高能量密度的電池。但高電壓下鋰金屬電池的性能仍然受到嚴(yán)重的電解質(zhì)/電極界面（EEI）副反應(yīng)的影響。該團(tuán)隊(duì)通過原位自由基聚合構(gòu)造的季戊四醇四丙烯酸酯（PETEA）基凝膠電解質(zhì)中引入多功能腈類添加劑對苯二腈（DCB），優(yōu)化了凝膠電解質(zhì)（PDGPE）的溶劑化結(jié)構(gòu)并獲得了Li||LNMO電池富LiF的EEI和長循環(huán)性能。該研究在理論和實(shí)驗(yàn)上闡明了PDGPE在LMB中對EEI穩(wěn)定化的機(jī)理。研究以《Multifunctional Nitrile Additives for Inducing Pseudo-Concentration Gel-Polymer Electrolyte: Enabling Stable High-Voltage Lithium Metal Batteries》為題發(fā)表在《Energy Storage Materials》上（中科院一區(qū)Top, IF= 18.9），第一作者為我校2020級碩士畢業(yè)生郭馳，江漢大學(xué)為第一單位，梁濟(jì)元研究員為通訊作者。

團(tuán)隊(duì)系列研究成果得到國家自然科學(xué)基金、湖北省自然科學(xué)基金以及江漢大學(xué)“雙一流”學(xué)科建設(shè)重大專項(xiàng)基金支持。（通訊員 梁濟(jì)元）

論文鏈接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202412177

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894724012762

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2095495624003899

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405829724005099?dgcid=raven_sd_aip_email

編輯：趙明

審核：江萱