工大要闻

学校(科学院)与丹麦奥尔堡大学联合培养的博士生在国际能源顶级期刊发表论文

发布时间:2020-05-19作者:李海明出处:材料科学与工程学院供稿审核人:沈建兴责任编辑:访问量:1704

近日,齐鲁工业大学材料学院与丹麦奥尔堡大学联合培养的博士生高成伟在国际能源顶级期刊之一《Nano Energy》(影响因子15.5)发表两篇论文,第一篇报道了用于锂离子电池中的铝金属有机框架(Al-MOF)/石墨烯氧化物负极复合材料的开发和取得的重要进展;第二篇提出了一种新颖而简单的策略,即优化组装具有优异电化学性能的SnO2@MOF/石墨烯复合负极的方法。两篇论文的第一作者均为高成伟,材料学院副教授张艳飞和奥尔堡大学教授、校(院)特聘教授岳远征为通讯作者。其中第二篇发表在最新一期《Nano Energy》的论文以学校(科学院)为第一单位,其电池性能和材料结构表征大部分是在校(院)完成,为两校联合培养博士生积累了宝贵经验。


   

   研究发现,与石墨烯复合后的Al-MOF材料比纯Al-MOF负极的比容量增长了近十倍,该材料电化学性巨大提升的机理是充放电过程中的锂离子嵌入脱出诱导了Al-MOF的有序无序转变,从而为锂离子的存储和传输提供了更多的活性位点和通道。此外,石墨烯对Al-MOF的包裹一方面加固了无序化后的Al-MO结构,防止其粉化塌陷;另一方面增加负极材料的电导率。研究表明,选择合适的MOF,并采用石墨烯的包裹是改善MOF基负极材料电化学性能的有效途径。


   第二篇论文论文提出了一种新颖而简单的策略,即将SnO2与金属有机骨架(MOF)和石墨烯进行优化组装,来增强SnO2基负极的性能。将SnO2纳米颗粒以最佳质量比填充到Al-MOF中,然后用石墨烯包裹衍生的SnO2@MOF得到SnO2@MOF/石墨烯复合材料,实现了高比容量和超长循环稳定性。该优化组装方法具有普遍意义,可用于其他纳米复合材料电极的制备,这一设计思路为大容量负极材料在商业化道路上提供了新的研究方向。


发表的论文:

1. Chengwei Gao, Peixing Wang, Zhaoyang Wang, Søren KnudsenKær, Yanfei Zhang,* and Yuanzheng Yue,* The disordering-enhanced performancesof the Al-MOF/graphene composite anodes for lithium ion batteries, Nano Energy 65 (2019) 104032.

2. Chengwei Gao, Zhenjing Jiang, Peixing Wang, Lars Rosgaard Jensen,Yanfei Zhang,* Yuanzheng Yue,* Optimized assembling of MOF/SnO2/Grapheneleads to superior anode for lithium ion batteries, Nano Energy 74 (2020) 104868.