高比表面积碳负极中锂碳相互作用机理与界面原位研究

批准号:
51972299
项目类别:
面上项目
资助金额:
60.0 万元
负责人:
朱彦武
依托单位:
学科分类:
无机非金属能量转换与存储材料
结题年份:
2023
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
朱彦武
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中文摘要
针对高比表面积碳材料作为锂电池负极应用中面临的首次库伦效率低、放电电位高、循环稳定性差等问题,本项目提出以单层石墨烯构建模型研究体系,综合利用理论模拟和原位光谱手段,深入研究薄层碳材料储锂过程中涉及的锂碳相互作用机理和相关界面问题。本项目在前期的研究基础上,将基于对石墨烯晶畴、缺陷和掺杂、层间堆叠方式和层间距的精确调控,利用电化学表征过程中的原位拉曼、原位红外、原位同步辐射等手段,结合第一性原理和分子动力学计算,理解影响石墨烯表面上锂的吸附、沉积以及固体电解质界面形成过程中的碳电极结构因素、电解质因素和测试方法因素,深入认识决定锂吸脱附电位、吸附容量和迁移扩散速率的科学机制,形成结构-界面-过程之间的关联关系。本研究可望为相关碳负极材料的合理应用提供有效参考和指导,促进可实用化、新型碳负极材料与技术的进一步发展。
英文摘要
High-specific-surface-area carbons (HSSACs) have been intensively investigated in the anodes of Li-ion batteries but encountered problems such as low initial Coulombic efficiency, high discharging potential, unstable cycling and so on. To overcome these problems, we propose to study the Li-carbon interaction and related interface for deeply understanding the mechanisms behind Li-ion storage on materials consisting of thin carbon layers, for which a combination of simulation and in-situ spectroscopy will be utilized on a model system of single layer graphene. Based on the previous results, factors such as the crystal domain size, defects and doping, stacking and the interlayer distance in graphene materials will be tuned for the research with in-situ techniques like Raman, infrared, synchrotron-based spectroscopies and computational methods like ab initial and molecular dynamics. The target of the research is to understand the adsorption and deposition of Li on graphene, the factors influencing the formation of solid electrolyte interface and the effects of measurement method in the electrochemical testing on the interface and performance. Such research will allow us to build the relationship among the structure, interface and process, which will further benefit to the design and preparation of HSSAC-related carbon anodes, for the practical applications of such carbons.
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DOI:10.1002/adma.202107083
发表时间:2022-02
期刊:Advanced Materials
影响因子:29.4
作者:Chuanren Ye;Gang Wang;Hong Yuan;Jieyun Li;Kun Ni;Fei Pan;M. Guo;Yanhong Wu;Hengxing Ji;Fan Zhang;Bill Qu;Z. Tang;Yanwu Zhu
通讯作者:Chuanren Ye;Gang Wang;Hong Yuan;Jieyun Li;Kun Ni;Fei Pan;M. Guo;Yanhong Wu;Hengxing Ji;Fan Zhang;Bill Qu;Z. Tang;Yanwu Zhu
DOI:10.1038/s41586-022-05532-0
发表时间:2023-01
期刊:Nature
影响因子:64.8
作者:Fei Pan;Kun Ni;T. Xu;Huaican Chen;Yusong Wang;Ke Gong;Cai Liu;X. Li;Miao‐Ling Lin;
通讯作者:Fei Pan;Kun Ni;T. Xu;Huaican Chen;Yusong Wang;Ke Gong;Cai Liu;X. Li;Miao‐Ling Lin;
DOI:--
发表时间:2023
期刊:Journal of the Chinese Ceramic Society
影响因子:--
作者:Shengyuan Li;Chengren Ye;Yizhe Wang;Yanwu Zhu
通讯作者:Yanwu Zhu
Electrochemical Characterization of Single Layer Graphene/Electrolyte Interface: Effect of Solvent on the Interfacial Capacitance.
单层石墨烯/电解质界面的电化学表征:溶剂对界面电容的影响
DOI:10.1002/anie.202017057
发表时间:2021-06-07
期刊:Angewandte Chemie (International ed. in English)
影响因子:--
作者:Wu YC;Ye J;Jiang G;Ni K;Shu N;Taberna PL;Zhu Y;Simon P
通讯作者:Simon P
DOI:10.1021/acs.nanolett.1c01225
发表时间:2021-06-24
期刊:NANO LETTERS
影响因子:10.8
作者:Pan, Fei;Ni, Kun;Novoselov, Kostya S.
通讯作者:Novoselov, Kostya S.
微流体环境中的石墨氧化精准调控与在线检测
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:56万元
- 批准年份:2022
- 负责人:朱彦武
- 依托单位:
基于C60衍生量子点的高致密超级电容器电极材料研究
- 批准号:51772282
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:60.0万元
- 批准年份:2017
- 负责人:朱彦武
- 依托单位:
国内基金
海外基金
