近来，四川大学资料科学与工程学院张云教授、吴昊研讨员课题组与澳大利亚卧龙岗大学窦世学院士、厦门大学张桥保教授协作，在高功能锂离子/钾离子电池研讨方面获得重要发展，相关研讨成果“Realizing Reversible Conversion-Alloying of Sb(V) in Polyantimonic Acid for Fastand Durable Lithium- and Potassium-ion Storage”宣布在世界尖端期刊Advanced Energy Materials上（《先进动力资料》，影响因子24.884），并被约请作封面论文。该论文榜首作者为四川大学资料科学与工程学院2017级博士研讨生王博雅，一起参加该论文相关作业的还有四位承当四川大学大学生立异练习方案项目的2016级本科生邓智文，夏钰婷（已获清华大学2020年保送研讨生资历），胡佳璇，李泓岠（已获西湖大学2020年保送研讨生资历），通讯作者是吴昊研讨员和张云教授，四川大学为榜首署名单位和仅有通讯单位。
图1 封面展现：纳米八面体聚锑酸与石墨烯的复合资料完成了锂离子和钾离子的高功能存储
近些年来，研讨者们开发了很多的电极资料用以在二次电池中存储碱金属离子（如Li+离子和K+离子）。可是，仅有很少的电极资料可当作一个通用的主体资料用于存储碱金属离子。聚锑酸（Polyantimonic acid，PAA，H2Sb2O6·nH2O，0≤n≤4）是一种重要的锑基化合物，大范围的使用在制备防火资料，传感器和离子交换剂等，但未见将其使用于能量存储与转化。烧绿石结构的聚锑酸拥有着三维交联敞开的地道状结构以及五价的锑元素，使其非常有期望成为一种高容量电极资料用于碱金属离子的电化学存储。但是，因为其极低的电子电导率（~10-10 S cm-1），现在制备电化学可逆的聚锑酸电极资料用于电化学储能仍然是一个应战，且从未有过相关报导。
图2复合资料的制备流程与结构表征
因而，课题组研讨人员经过纳米结构调控与导电网络构筑相结合的组成战略，成功规划并制备出一种新式的内部含空地的聚锑酸纳米八面体与氮掺杂石墨烯结合的复合资料。与纯的聚锑酸（4.8×10-10 S cm-1）比较，聚锑酸/石墨烯复合资料的电子导电率提高了近10个数量级（3.3 S cm-1）。电化学测验标明，复合资料作为锂离子电池负极体现出了高达847 mAh g-1的可逆比容量。并且，聚锑酸共同的三维敞开式地道结构非常有利于离子的快速分散（DLi+ =10-8 cm2 s-1），因而复合资料还具有极优异的快充快放的倍率特性，电池在20 A g-1的超高电流密度下，充放电一次仅需26秒。原位和非原位透射电子显微镜研讨结果也标明，纳米八面体聚锑酸颗粒内部的空地以及外部包覆的石墨烯能够包容并约束资料在放电时发生的体积胀大，然后极大地改进资料的循环功能，因而该复合资料也可安稳循环800次，容量坚持率达93.5%。
图3 理论核算和原位透射电子显微镜表征
此外，研讨还将该复合资料初次用于钾离子电池负极资料。循环测验结果标明，该复合资料不光能够完成可逆的K+离子存储，一起还展现出优异的安稳循环性（1000次循环后，容量坚持率为88%）。最终，经过榜首性原理核算从理论上模仿并提醒了该复合资料的结构特色及其与资料导电性之间的内在联系。本研讨不只展现了聚锑酸作为一种高容量电极资料在锂离子、钾离子电池中的成功使用，也为其进一步开发并推行使用于其它类型二次电池奠定了重要的研讨根底。
来历 四川大学新闻网
文章链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.201903119
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