日前,我校高聘教授文偉博士在微電池三維結構電極可控構建研究方面獲得新進展,相關研究成果以《Pseudocapacitance-Enhanced Li-lon Microbatteries Derived by a TiN@TiO2Nanowire Anode》為題的Article形式于2017年3月在《化學》(Chem)期刊發表。《化學》(Chem)作為《細胞》(Cell)的姊妹刊,是一本緻力于展示基礎化學及其子學科最新進展、應對未來全球變化的學術期刊,隻發表開創性和有見地的研究。
微電池作為一種微機電系統、智能醫療、射頻識别、微傳感器等的電源,已達到幾十億美元的市場規模,具有巨大的産業前景。因此,開發面容量高、循環壽命長、安全性能好、可快速充放電的微納陣列電極成為了發展高性能微電池的關鍵。而二氧化钛具有較高的倍率性能和優越的安全性,成為發展微電池的首選負極材料,但其較低的電導率和離子傳輸率又限制了其性能。為解決這一問題,我校文偉博士在柔性钛基底上構建氮化钛納米線作為微集流體,利用“準單晶”結構氮化钛帶來的高電導率,以及包覆其外的二氧化钛的介晶結構,在獲得高電極電導率的同時縮短锂離子傳輸所需時間,導緻該“準單晶/介晶”核/殼結構納米線陣列電極的性能明顯優于同類材料。該研究還發現,與銳钛礦型二氧化钛常規的“插入型”機理不同,該電極主要通過赝電容機制進行能量存儲。該工作對高倍率薄膜電極的設計具有重要的指導意義。
相關研究成果論文以我校文偉教授為第一作者,海南大學為第一完成單位。合作者包括浙江大學吳進明教授(通訊作者)、姜銀珠副教授、中國礦業大學宋健博士。該工作得到了國家自然科學基金、矽材料國家重點實驗室開放基金、海南大學科研啟動基金的資助。
(轉自學校宣傳部)
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