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Adv.Funct.Mater.发表郭洪教授成果
云南大学材料科学学科高端成果频现


  本报讯 日前,材料科学与工程学院郭洪教授团队与加拿大两院院士孙学良教授团队联合攻关,以云南大学为第一单位,在国际著名期刊Adv. Funct. Mater.(即时IF=13.09)发表新能源材料最新突破性进展“Few-LayerMoSe2 Nanosheets with Expanded (002)Planes in Hollow Carbon Nanospheres forUltrahigh-Performance Na-Ion Batteries”。该论文成果得到973计划、国家自然科学基金面上项目、云南省应用基础重点项目及云南大学“东陆学者”计划的支持。
  钠离子电池作为一种新型化学电源,因钠资源储量丰富,在规模储能领域具有广阔的应用前景,被认为是下一代储能和动力电池的理想选择。可控构筑高安全性与长寿命兼顾的全钠离子电池负极是规模化储能系统发展的一个重要方向。为了解决导电率低,体积易膨胀,循环寿命短及倍率性能差等问题,开发具有高能量密度,层间面扩展的少层二维纳米电极材料极具研究和实用价值。相比常规的MoS2纳米材料,MoSe2具有更大的层面间距和更高的导电性,在钠离子电池负极材料研究中具有巨大潜力。
  课题组在前期研究成果J. Mater. Chem.A( 2017,5,6299,即时IF=9.73)、Nanoscale(2017,9,17174,IF=7.39)、Green Chem.(2014,16,2539,IF=9.12)、Chem. Commun.(2014,50,9485,IF=6.83)的基础上,设计了结构均匀良好的碳纳米球,以其作为反应器,均匀插入MoSe2纳米片并限制其层状堆叠,最终形成碳微球局域、层间距扩展的、少层MoSe2@HCNS新材料。MoSe2纳米片的层间距由原始的0.64nm扩展为1.02nm,并将其成功局域于碳纳米球内部形成均匀少层结构。
  MoSe2@HCNS复合材料作为钠离子电池负极时表现出良好的循环稳定性,在1A/g和3A/g的电流密度下,经1000次循环后容量分别高达501mA h/g和471mA h/g。通过对1A/g 到10A/g范围内倍率性能的测试,表明该材料的倍率性能优越。在1,3,10A/g的电流密度下容量分别为562,482,382mA h/g;当电流密度恢复到1A/g时,容量恢复并保持在532mA h/g。
  该工作创造性的可控构筑了氮掺杂、碳局域、少层、层间面扩展的硒化钼二维纳米片,有效的提高了该类电极的倍率性能和循环寿命,具有重要的理论意义和应用潜力。该材料的合成方法简单经济、快速、环境友好,为大规模化生产提供了技术支持,并且作为一种的普适方法可有效应用于新型储能、催化、太阳能电池等重要研究领域。
  材料科学与工程学院
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