石墨烯基氧化锡复合电极材料的电子加速器辐照方略及其电化学性能
批准号:
11575105
项目类别:
面上项目
资助金额:
73.0 万元
负责人:
赵兵
依托单位:
学科分类:
A30.核技术及其应用
结题年份:
2019
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
王锦花、蒋永、王栋海、陈大勇、胡志翔、任兰兰、王志轩、高强、陈卢
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中文摘要
石墨烯和二氧化锡是具有重要应用价值的功能材料,它在电化学工业、电极材料等领域具有广泛的应用前景。由于二氧化锡在充/放电过程中锂离子嵌入/脱出产生难以克服的体积膨胀而导致电极结构的不稳定和电池容量的急剧降低,极大地限制了二氧化锡负极材料的有效应用。为了解决这个问题,目前研究主要致力于将石墨烯和二氧化锡复合,在一定程度上改善了二氧化锡的电化学性能,但仍未能获得优良的电极材料。本项目旨在深刻探索在电子加速器中电子束的辐射剂量和辐照时间对石墨烯、二氧化锡及其复合材料的微纳米结构和电化学性能的影响。我们认为电子束辐照可能诱导石墨烯层间距的变化;二氧化锡的成核与生长;表面/界面官能团、悬键及缺陷(辐照损伤)的变化;辐照热效应等对其电化学性能或许产生一系列重要的影响。我们将探寻最佳辐照条件(如:辐照剂量和辐照时间等)与其电化学性能的相互关联,为电子束辐照后二氧化锡/石墨烯复合电极的潜在用途提供科学依据。
英文摘要
Graphene and tin dioxide are advanced functional materials with important application value, which have the broad application prospects in the fields of electrochemical industry and electrode materials. Since the tin dioxide in the charge/discharge process during lithium ions insertion/extraction generated insurmountable volume expansion led to instability of the electrode structure and a sharp decrease of the battery capacity, it greatly limits the effective applications of the tin dioxide anode materials. To solve this problem, the present study mainly focused on the graphene and tin dioxide composites, which improve the electrochemical performance of the tin dioxide to some extent, but failed to obtain an excellent electrode material. This project aims to explore the influence of electron-beam irradiation dose and irradiation time in the electron accelerator on the micro/nanostructures and electrochemical performance of graphene, tin dioxide and their composites. We believe that the electron-beam irradiation can induce changes in the graphene layer spacing; tin dioxide nucleation and growth; surface/interface functional groups, dangling bonds and defects (radiation damage); and radiation thermal effects, which will lead to a series of important implications in electrochemical performance. We will explore the relationship between the optimal irradiation conditions, such as irradiation dose and irradiation time, and its electrochemical performance, and provide some scientific bases for the potential applications of electron-beam irradiated tin dioxide/graphene composites used as electrode materials.
石墨烯和二氧化锡是具有重要应用价值的功能材料,它在电化学工业、电极材料等领域具有广泛的应用前景。由于二氧化锡在充/放电过程中锂离子嵌入/脱出产生难以克服的体积膨胀而导致电极结构的不稳定和电池容量的急剧降低,极大地限制了二氧化锡负极材料的有效应用。本项目设计并合成了一系列石墨烯负载二氧化锡,及其与金属单质纳米颗粒、氧化锡/硫化锡异质结构复合材料,研究了电子束辐照等方法对石墨烯结构、二氧化锡的成核与生长、表面/界面官能团、悬键及缺陷的变化的影响;并围绕材料结构设计、形貌结构调控、结构演变过程、石墨烯与活性材料之间导电骨架及限域作用的构建,及电化学性能改善机理进行了系统研究,得到了克比容量发挥高、首次库伦效率提升、循环及倍率性能大幅改善的一系列纳米二氧化锡/石墨烯复合材料。
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Composition-dependent lithium storage performances of SnS/SnO2 heterostructures sandwiching between spherical graphene
夹在球形石墨烯之间的 SnS/SnO2 异质结构的成分依赖性锂存储性能
DOI:10.1016/j.electacta.2019.01.116
发表时间:2019-03
期刊:Electrochimica Acta
影响因子:6.6
作者:Zhao Bing;Zhuang Hua;Yang Yaqing;Wang Yanyan;Tao Haihua;Wang Zhixuan;Jiang Jinlong;Chen Zhiwen;Huang Shoushuang;Jiang Yong
通讯作者:Jiang Yong
Enhanced electrochemical performance of LiNi0.8Co0.15Al0.05O2 cathode by reducing lithium residue with low-temperature fluorination treatment
低温氟化处理减少锂残留增强LiNi0.8Co0.15Al0.05O2正极的电化学性能
DOI:10.1016/j.ssi.2019.06.006
发表时间:2019-10
期刊:Solid State Ionics
影响因子:3.2
作者:Zhao Bing;Si Jian;Cao Chunhui;Zhang Jian;Xia Baojia;Xie Jingwei;Li Bobo;Jiang Yong
通讯作者:Jiang Yong
Lithiation-assisted exfoliation and reduction of SnS2 to SnS decorated on lithium-integrated graphene for efficient energy storage
锂化辅助剥离和将 SnS2 还原为装饰在锂集成石墨烯上的 SnS,用于高效储能
DOI:10.1039/c7nr06798d
发表时间:2017
期刊:Nanoscale
影响因子:6.7
作者:Bing Zhao;Fang Chen;Zhixuan Wang;Shoushuang Huang;Yong Jiang;Zhiwen Chen
通讯作者:Zhiwen Chen
Enhancing lithium-ion batteries performance via electron-beam irradiation strategies: A case study of graphene aerogels loaded with SnO2 quantum dots
通过电子束辐照策略增强锂离子电池性能:负载 SnO2 量子点的石墨烯气凝胶的案例研究
DOI:10.1016/j.electacta.2018.06.028
发表时间:2018
期刊:Electrochimica Acta
影响因子:6.6
作者:Huang Shoushuang;Wang Wenfeng;Chen Dayong;Hu Zhangjun;Jiang Yong;Chen Zhiwen;Li Zhen;Pan Dengyu;Zhao Bing
通讯作者:Zhao Bing
Sandwiched spherical tin dioxide/graphene with a three-dimensional interconnected closed pore structure for lithium storage
具有三维互连闭孔结构的夹层球形二氧化锡/石墨烯用于锂存储
DOI:10.1039/c8nr03776k
发表时间:2018
期刊:Nanoscale
影响因子:6.7
作者:Zhao Bing;Wang Zhixuan;Wang Shanshan;Jiang Jinlong;Si Jian;Huang Shoushuang;Chen Zhiwen;Li Wenrong;Jiang Yong
通讯作者:Jiang Yong
碘单原子和聚碘离子在锂硫电池中的催化作用机理研究
- 批准号:22379091
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:50.00万元
- 批准年份:2023
- 负责人:赵兵
- 依托单位:
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