近日，國(guó)際著名電化學(xué)專(zhuān)業(yè)雜志Electrochim Acta（2015，170，9-15）發(fā)表了湖北工程學(xué)院動(dòng)力與儲(chǔ)能電源創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在天然石墨基電極材料研究方面取得的最新進(jìn)展。該雜志影響因子為4.4，研究論文第一作者為化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院丁瑜博士。
天然石墨是商品化鋰離子電池的主要電極材料，但天然石墨在電池充放電過(guò)程中，石墨層間會(huì)產(chǎn)生剝離導(dǎo)致其不可逆容量高、倍率和循環(huán)性能差、庫(kù)倫效率低。為此，工業(yè)上生產(chǎn)天然石墨基電極材料往往通過(guò)改性、高溫石墨化（2800℃左右）等工藝來(lái)提高其庫(kù)倫效率和循環(huán)穩(wěn)定性，制備成本居高不下。
湖北工程學(xué)院動(dòng)力與儲(chǔ)能電源創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)采用一種原位氧化—自還原方法，將納米粒子部分以單分散的形式沉積在天然石墨表面，部分植入天然石墨片層結(jié)構(gòu)形成插層化合物，材料制備溫度不超過(guò)700℃。通過(guò)納米粒子和天然石墨的協(xié)同效應(yīng)來(lái)提升電極材料的可逆容量和循環(huán)性能，充放電試驗(yàn)超過(guò)500次后的庫(kù)倫效率依然維持近100%。材料中納米粒子的質(zhì)量?jī)H占到天然石墨質(zhì)量的4%左右，容量卻高出天然石墨理論容量的1.4倍。該制備工藝簡(jiǎn)單，成本低，產(chǎn)品壓實(shí)密度高，已經(jīng)開(kāi)始與相關(guān)企業(yè)合作放大試驗(yàn)。
據(jù)悉，該研究成果從設(shè)計(jì)到完成均在湖北工程學(xué)院進(jìn)行，化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院部分本科生參與了實(shí)驗(yàn)，研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（21301054、51402096）和企業(yè)資金的支持。相關(guān)研究成果已經(jīng)申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利。
