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全面盤(pán)點(diǎn)!麥立強(qiáng)教授2022年成果精選!

人物簡(jiǎn)介
全面盤(pán)點(diǎn)!麥立強(qiáng)教授2022年成果精選!
麥立強(qiáng),武漢理工大學(xué)材料學(xué)科首席教授,博士生導(dǎo)師,教育部“長(zhǎng)江學(xué)者特聘教授”,國(guó)家杰出青年基金獲得者,國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“變革性技術(shù)關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題”首席科學(xué)家,國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“納米科技”重點(diǎn)專項(xiàng)總體專家組成員。目前擔(dān)任武漢理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院院長(zhǎng),武漢理工大學(xué)納米重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任。
曾獲得/入選:何梁何利基金科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新獎(jiǎng)(2020)、中國(guó)發(fā)明協(xié)會(huì)發(fā)明創(chuàng)新獎(jiǎng)(一等獎(jiǎng),2020)、國(guó)家自然科學(xué)二等獎(jiǎng)(排名第一,2019)、?教育部自然科學(xué)一等獎(jiǎng)(排名第一,2019)、國(guó)際電化學(xué)杰出研究獎(jiǎng)(2018)、中國(guó)青年科技獎(jiǎng)(2016)、國(guó)家“萬(wàn)人計(jì)劃”領(lǐng)軍人才(2016)、侯德榜化工科技青年獎(jiǎng)(2016)、國(guó)家“百千萬(wàn)人才工程”(2015)、第十一屆光華工程科技青年獎(jiǎng)(2015)、湖北青年五四獎(jiǎng)?wù)拢?015)、科技部創(chuàng)新推進(jìn)計(jì)劃中青年科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才(2014)、湖北省自然科學(xué)一等獎(jiǎng)(2014)、科學(xué)中國(guó)人年度人物(2014)、教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃(2011)等。
麥老師團(tuán)隊(duì)主要從事納米能源材料與器件領(lǐng)域的研究,包括新能源材料、微納器件、面向能源的生物納電子界面等前沿方向。率先將納米器件應(yīng)用于電化學(xué)儲(chǔ)能研究,重點(diǎn)開(kāi)展了納米電極材料可控生長(zhǎng)、性能調(diào)控、器件組裝、原位表征、電輸運(yùn)與儲(chǔ)能等系統(tǒng)性的基礎(chǔ)研究,取得了一系列國(guó)際認(rèn)可的創(chuàng)新性成果。在Nature、Nature Nanotechnol.、Chem. Soc. Rev.、Chem. Rev.、Nature Commun.、Adv. Mater.、PNAS、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.、Acc. Chem. Res.、Joule、Energy Environ. Sci.等國(guó)際著名期刊上發(fā)表論文400余篇,被引超5.5萬(wàn)次,H指數(shù)126。
現(xiàn)任國(guó)際期刊Journal of Energy Storage副主編、Chemical Reviews、Advanced Materials客座編輯、Accounts of Chemical Research、Joule(Cell子刊)、ACS Energy Letters、Small、Science China Materials、Energy Environmental & Materials、Advanced Electronic Materials國(guó)際編委、Nano Research編輯、《功能材料》編委、中國(guó)材料研究學(xué)會(huì)納米材料與器件分會(huì)理事、中國(guó)化學(xué)會(huì)能源分會(huì)首屆委員。
個(gè)人主頁(yè):
http://sklwut.whut.edu.cn/rcdw/yjry/202009/t20200906_878599.shtml
下面我們匯總了麥立強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)2022年的部分研究成果,分享學(xué)習(xí)!
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Angew:通過(guò)深共晶溶劑全面調(diào)控水分子實(shí)現(xiàn)超穩(wěn)定鋅金屬負(fù)極
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腐蝕、寄生反應(yīng)和枝晶生長(zhǎng)的加劇嚴(yán)重地限制了水系鋅離子電池的發(fā)展。武漢理工大學(xué)麥立強(qiáng)教授、韓春華教授、王選朋博士等報(bào)告了一種新的策略,打破了水分子之間的氫鍵網(wǎng)絡(luò),并構(gòu)建了磺酸鹽-H2O深共晶溶劑。這種策略切斷了質(zhì)子/氫氧化物的轉(zhuǎn)移,抑制了H2O的活性,這反映在更低的冰點(diǎn)(<?80°C)、顯著更大的電化學(xué)穩(wěn)定窗口(>3 V)以及抑制的電解質(zhì)中的蒸發(fā)水。因此,獲得了超過(guò)9600小時(shí)的穩(wěn)定的鋅沉積/剝離。此外,基于實(shí)驗(yàn)表征和理論模擬,這項(xiàng)工作證明了硅烷可以有效地調(diào)節(jié)溶劑化殼,同時(shí)構(gòu)建多功能的鋅-電解液界面。最后,多層自制模塊電池和1.32Ah軟包電池進(jìn)一步證實(shí)了其實(shí)際應(yīng)用的前景。
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Comprehensive H2O Molecules Regulation via Deep Eutectic Solvents for Ultra-Stable Zinc Metal Anode. Angewandte Chemie International Edition 2022. DOI: 10.1002/anie.202215552
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ACS Nano:通過(guò)兩性甘氨酸調(diào)控界面化學(xué)實(shí)現(xiàn)高可逆鋅負(fù)極
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鋅金屬在水系電解液中具有熱力學(xué)上的不穩(wěn)定性,在沉積過(guò)程中甚至在擱置期間會(huì)誘發(fā)界面上的枝晶生長(zhǎng)和持續(xù)的寄生反應(yīng),從而導(dǎo)致電池迅速失效,阻礙了水系鋅離子電池的實(shí)際應(yīng)用。
武漢理工大學(xué)麥立強(qiáng)教授、安琴友教授等利用甘氨酸這種常見(jiàn)的多功能添加劑來(lái)調(diào)控溶劑化鞘結(jié)構(gòu),增強(qiáng)界面穩(wěn)定性,以保障鋅負(fù)極的可逆性和穩(wěn)定性。研究發(fā)現(xiàn),除了在Zn2+[H2O]5·OSO32-復(fù)合物的接觸離子對(duì)中部分取代原有的SO42-以抑制界面上Zn4(OH)6SO4·xH2O副產(chǎn)物的形成外,甘氨酸分子還可以在擱置時(shí)在鋅金屬表面形成貧水電雙層,并在循環(huán)期間進(jìn)一步還原以原位構(gòu)建富含ZnS的固體電解質(zhì)界面(SEI)層,這進(jìn)一步抑制了整個(gè)過(guò)程中的副反應(yīng)和鋅枝晶的隨機(jī)生長(zhǎng)。正如預(yù)期的那樣,在含甘氨酸的電解液中,對(duì)稱電池的循環(huán)壽命達(dá)到3200小時(shí)以上。此外,Zn/NVO全電池在5 A g-1的條件下顯示出3000次循環(huán)的優(yōu)異穩(wěn)定性。鑒于甘氨酸的低成本優(yōu)勢(shì),所提出的界面化學(xué)調(diào)控策略在促進(jìn)水系電池的商業(yè)化進(jìn)程方面顯示出相當(dāng)大的潛力。
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Interfacial Chemistry Modulation via Amphoteric Glycine for a Highly Reversible Zinc Anode. ACS Nano 2022-12-16. DOI: 10.1021/acsnano.2c09317
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AFM:具有增強(qiáng)插層贗電容的鎂摻雜NFPP/C助力超穩(wěn)定/高倍率鈉電
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Na4Fe3(PO4)2(P2O7)(NFPP)由于其低成本、無(wú)毒性和高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,被認(rèn)為是一種有前景的鈉離子電池(SIB)的正極材料,但其電化學(xué)性能因差電子傳導(dǎo)性而受到限制。
武漢理工大學(xué)麥立強(qiáng)教授、安琴友教授等提出了鎂摻雜的NFPP/C復(fù)合材料作為SIB的正極材料。受益于Mg摻雜帶來(lái)的增強(qiáng)的電化學(xué)動(dòng)力學(xué)和插層贗電容,最佳的Mg摻雜NFPP/C復(fù)合材料(NFPP-Mg5%)提供了高的倍率性能(20 A g-1時(shí)容量≈40 mAh g-1)和超長(zhǎng)的循環(huán)壽命(5 A g-1時(shí)循環(huán)14000次后容量保持率為80.8%)。此外,原位X射線衍射和其他表征顯示,NFPP-Mg5%的儲(chǔ)鈉過(guò)程是由插層贗電容機(jī)制主導(dǎo)的?;贜FPP-Mg5%正極和硬碳負(fù)極的全SIB在500 mA g-1下循環(huán)200次后表現(xiàn)出≈50 mAh g-1的放電容量??傮w而言,這項(xiàng)研究證明了通過(guò)摻雜策略提高NFPP電化學(xué)性能的可行性,并提出了一種低成本、超穩(wěn)定和高倍率SIB正極材料。
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Mg-Doped Na4Fe3(PO4)2(P2O7)/C Composite with Enhanced Intercalation Pseudocapacitance for Ultra-Stable and High-Rate Sodium-Ion Storage. Advanced Functional Materials 2022. DOI: 10.1002/adfm.202211257
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NSR:鋸齒狀LiF納米纖維編織的夾層使鋰金屬電池的鋰沉積均勻化
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不可控的鋰枝晶形成已成為高能可充鋰電池中鋰金屬負(fù)極實(shí)際應(yīng)用的最大障礙。武漢理工大學(xué)麥立強(qiáng)教授、安琴友教授等設(shè)計(jì)了一種獨(dú)特的由毫米級(jí)、單晶和鋸齒狀LiF納米纖維(NFs)編織的LiF夾層,以實(shí)現(xiàn)無(wú)枝晶和高效的鋰金屬沉積。這種高導(dǎo)電性的LiF夾層可以增加Li+遷移數(shù),并誘導(dǎo)形成”LiF-NFs-rich”固體電解質(zhì)界面(SEI)。
在”富含LiF-NFs”的SEI中,超長(zhǎng)的LiF納米纖維提供了一個(gè)連續(xù)的界面Li+傳輸路徑,此外,在鋰金屬和SEI薄膜之間形成的Li-LiF界面使鋰的成核和Li+遷移的能量障礙降低,促進(jìn)了均勻的鋰電鍍和剝離過(guò)程。因此,Li/Li對(duì)稱電池在4 mAh cm-2的條件下可以實(shí)現(xiàn)1600小時(shí)的穩(wěn)定充放電,高負(fù)載Li//rGO-S電池在17.9 mA cm-2的條件下可以實(shí)現(xiàn)5.65 mAh cm-2高面容量的400次穩(wěn)定循環(huán)。總之,自支撐LiF-NFs夾層在商業(yè)鋰電池中表現(xiàn)出卓越的優(yōu)勢(shì),并顯示出擴(kuò)大固態(tài)鋰電池應(yīng)用的巨大潛力。
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Serrated lithium fluoride nanofibers-woven interlayer enables uniform lithium deposition for lithium metal batteries. National Science Review 2022. DOI: 10.1093/nsr/nwac183
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ACS Energy Lett.:空間分子組合效應(yīng)使準(zhǔn)固態(tài)超快自修復(fù)電解質(zhì)成為可能
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準(zhǔn)固態(tài)鋅金屬電池由于其固有的安全性和高能量密度,在下一代電池中顯示出巨大的潛力。然而,靜態(tài)的準(zhǔn)固態(tài)電解質(zhì)表面和動(dòng)態(tài)的Zn負(fù)極體積變化之間的不匹配將導(dǎo)致劣質(zhì)的界面接觸,這嚴(yán)重阻礙了Zn基電池的發(fā)展。
武漢理工大學(xué)麥立強(qiáng)教授、徐林教授等提出了一種獨(dú)特的空間分子結(jié)合策略,以設(shè)計(jì)一種超快的自修復(fù)電解質(zhì)來(lái)構(gòu)建一個(gè)動(dòng)態(tài)的自適應(yīng)界面。理論模擬和實(shí)驗(yàn)特征揭示了空間分子梳理效應(yīng),它通過(guò)抑制分子內(nèi)旋轉(zhuǎn)來(lái)梳理和拉直瓜爾膠的分子鏈。同時(shí),拉伸的分子鏈暴露出更多的醇羥基活性位點(diǎn),使超快自愈的電解質(zhì)能夠快速動(dòng)態(tài)交聯(lián)。因此,全電池顯示出10000次循環(huán)的超長(zhǎng)循環(huán)壽命和98.5%的容量保持率,并且在10 mA cm-2和10 mAh cm-2時(shí)分別實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定的鋅剝離/沉積,這推動(dòng)了下一代高性能鋅離子電池的發(fā)展。
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Steric Molecular Combing Effect Enables Ultrafast Self-Healing Electrolyte in Quasi-Solid-State Zinc-Ion Batteries. ACS Energy Letters 2022. DOI: 10.1021/acsenergylett.2c01459
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Angew:具有獨(dú)特溶劑化結(jié)構(gòu)的共晶電解質(zhì)助力高性能鋅離子電池
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鋅離子電池(ZIB)由于低成本、高安全性,在儲(chǔ)能方面有很大的潛力。然而,差穩(wěn)定性、枝晶生長(zhǎng)和狹窄的電化學(xué)窗口限制了其實(shí)際應(yīng)用。
武漢理工大學(xué)麥立強(qiáng)教授、周亮教授等開(kāi)發(fā)了一種由乙二醇(EG)和氯化鋅組成的新共晶電解質(zhì),以用于無(wú)枝晶和長(zhǎng)壽命的ZIBs。EG分子通過(guò)配位和氫鍵相互作用參與了Zn2+的溶劑化。優(yōu)化ZnCl2/EG的摩爾比(1 : 4)可以加強(qiáng)分子間的相互作用,形成[ZnCl(EG)]+和[ZnCl(EG)2]+陽(yáng)離子。這些復(fù)合陽(yáng)離子的解離-還原作用使鋅負(fù)極上形成了富含Cl的有機(jī)-無(wú)機(jī)混合固體電解質(zhì)相間膜,實(shí)現(xiàn)了高可逆的鋅沉積/剝離,長(zhǎng)期穩(wěn)定性達(dá)到≈3200小時(shí)。此外,聚苯胺||鋅電池表現(xiàn)出良好的循環(huán)性能,經(jīng)過(guò)10000次循環(huán)后容量保持率達(dá)到≈78%,軟包電池也表現(xiàn)出高安全性和穩(wěn)定的容量??傮w而言,這項(xiàng)工作為開(kāi)發(fā)高安全性和實(shí)用ZIBs的共晶電解質(zhì)開(kāi)辟了一條途徑。
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Eutectic Electrolyte with Unique Solvation Structure for High-Performance Zinc-Ion Batteries. Angewandte Chemie International Edition 2022. DOI: 10.1002/anie.202206717
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AEM:分層自組裝MOF網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)連續(xù)離子傳輸和高機(jī)械強(qiáng)度
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復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)引起了人們的極大興趣,因?yàn)樗鼈兛朔藛谓M分固態(tài)電解質(zhì)的缺陷。然而,隨機(jī)分布的粉末造成的不連續(xù)離子傳輸和薄弱的機(jī)械支持導(dǎo)致了低劣的離子傳導(dǎo)性和糟糕的機(jī)械強(qiáng)度。
武漢理工大學(xué)麥立強(qiáng)教授、徐林教授等設(shè)計(jì)了一個(gè)分層自組裝的金屬有機(jī)框架(MOF)網(wǎng)絡(luò),為復(fù)合聚合物電解質(zhì)提供了連續(xù)的離子傳輸和機(jī)械支持。這種獨(dú)特的結(jié)構(gòu)是通過(guò)沿著一維聚酰亞胺纖維構(gòu)建有序的MOF納米晶體來(lái)實(shí)現(xiàn)的,它可以在微米尺度上為鋰離子提供連續(xù)的線性通道,并且一維 MOF纖維相互連接形成一個(gè)整體的三維網(wǎng)絡(luò)以在體相復(fù)合電解質(zhì)中連續(xù)傳輸Li+。同時(shí),MOF納米晶體中的亞納米孔隙和路易斯酸位點(diǎn)可以作為離子篩選擇性地限制較大陰離子的移動(dòng),并促進(jìn)Li+的傳輸。此外,MOF和聚酰亞胺之間的強(qiáng)鍵接關(guān)系結(jié)合聚酰亞胺骨架的堅(jiān)固性賦予了MOF網(wǎng)絡(luò)高的機(jī)械強(qiáng)度和柔性。因此,由此產(chǎn)生的復(fù)合電解質(zhì)具有高的離子傳導(dǎo)性和理想的機(jī)械強(qiáng)度。這項(xiàng)工作表明,通過(guò)自組裝策略將粉末從無(wú)序到有序的合理空間排列,可以為復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)和固態(tài)鋰電池產(chǎn)生新的性能。
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Hierarchically Self-Assembled MOF Network Enables Continuous Ion Transport and High Mechanical Strength. Advanced Energy Materials 2022. DOI: 10.1002/aenm.202200501
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AM:大尺寸集成的偏硅酸鋅界面層誘導(dǎo)均勻的Zn沉積
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電解液-負(fù)極界面的不均勻電場(chǎng)分布以及相關(guān)的鋅枝晶生長(zhǎng)是限制水系鋅離子電池壽命最關(guān)鍵的障礙之一。
武漢理工大學(xué)麥立強(qiáng)教授、韓春華教授、鄭州大學(xué)劉熊博士等開(kāi)發(fā)了具有薄而均勻厚度、多孔性和親水性的新型Zn-A-O(A=Si,Ti)界面層,以實(shí)現(xiàn)均勻而平滑的鋅沉積。對(duì)于鋅箔上的ZnSiO3納米片陣列(Zn@ZSO),其形成遵循”蝕刻-成核-生長(zhǎng)”機(jī)制,在基于低溫濕化學(xué)的一鍋法合成,幾何面積高達(dá)1000 cm2。研究顯示,在ZSO層結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)的引導(dǎo)下,Zn2+通量得到均衡。因此,除了超低的極化,采用Zn@ZSO負(fù)極的對(duì)稱電池和與高質(zhì)量負(fù)載K0.27MnO2·0.54H2O(8 mg cm-2)正極結(jié)合的全電池的壽命增加了3-7倍。此外,Zn@ZSO箔的大尺寸制備支持了具有高性能的0.5Ah多層軟包電池,這進(jìn)一步證實(shí)了其實(shí)際應(yīng)用的前景。
全面盤(pán)點(diǎn)!麥立強(qiáng)教授2022年成果精選!
Large-Scale Integration of a Zinc Metasilicate Interface Layer Guiding Well-Regulated Zn Deposition. Advanced Materials 2022. DOI: 10.1002/adma.202202188
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ACS Energy Lett.:兩性雙功能層助力高可逆鋅負(fù)極
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鋅金屬負(fù)極存在著嚴(yán)重的枝晶問(wèn)題和不利的副產(chǎn)物,這限制了鋅離子電池的實(shí)際應(yīng)用。
武漢理工大學(xué)麥立強(qiáng)教授、徐林教授等設(shè)計(jì)了一種雙功能的聚兩性離子液體(PZIL)作為新型離子遷移層,以抑制Zn枝晶和副反應(yīng)。一方面,PZIL層上的兩性離子功能團(tuán)可引導(dǎo)鋅離子的分布,以調(diào)節(jié)鋅的沉積行為。另一方面,兩性離子基團(tuán)和水分子之間的緊密結(jié)合可以在鋅陽(yáng)極的表面構(gòu)建一個(gè)H2O貧乏的界面,以避免發(fā)生副反應(yīng)。因此,基于上述兩種功能,基于PZIL層修飾的Zn的對(duì)稱電池表現(xiàn)出穩(wěn)定的沉積/剝離性能(在1 mA cm-2下2600小時(shí))和低可逆沉積電位(~50 mV)。總體而言,兩性離子雙功能層的概念將為鋅離子電池以及其他電池系統(tǒng)的可逆負(fù)極開(kāi)辟一條新的途徑。
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Zwitterionic Bifunctional Layer for Reversible Zn Anode. ACS Energy Letters 2022. DOI: 10.1021/acsenergylett.2c00124
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Adv. Sci.:異質(zhì)結(jié)構(gòu)的電子結(jié)構(gòu)調(diào)制誘導(dǎo)儲(chǔ)鋰的快速電子/離子擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)
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過(guò)渡金屬氧化物(TMOs)被認(rèn)為是鋰離子電池(LIBs)中潛在的負(fù)極材料。然而,包括大體積變化和差導(dǎo)電性在內(nèi)的缺點(diǎn)阻礙了這些材料滿足實(shí)際應(yīng)用的需要。精心設(shè)計(jì)的介孔納米結(jié)構(gòu)和電子結(jié)構(gòu)調(diào)控可以增強(qiáng)電子/鋰離子擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)。
武漢理工大學(xué)麥立強(qiáng)教授、安琴友教授等通過(guò)一步磷化工藝獲得了由均勻納米顆粒組成的獨(dú)特介孔二氧化鉬/磷化鉬異質(zhì)結(jié)構(gòu)納米帶(介孔MoO2/MoP-NBs)。通過(guò)在線X射線衍射、非原位透射電子顯微鏡和動(dòng)力學(xué)分析,這項(xiàng)工作系統(tǒng)地研究了介孔MoO2/MoP-NBs的詳細(xì)鋰存儲(chǔ)機(jī)制(MoP的固溶反應(yīng)和MoO2的部分轉(zhuǎn)化)、晶體結(jié)構(gòu)的小變化率和快速電子/離子擴(kuò)散行為。研究顯示,介孔MoO2/MoP-NBs在鋰離子嵌入/脫出過(guò)程中表現(xiàn)出更多的電子態(tài)和較小的晶體結(jié)構(gòu)參數(shù)變化,表明高的電子電導(dǎo)率和優(yōu)異的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。得益于協(xié)同效應(yīng),介電MoO2/MoP-NBs表現(xiàn)出顯著的循環(huán)性能(在1 A g?1下經(jīng)過(guò)1000次循環(huán)后為515 mAh g?1)和優(yōu)異的倍率性能(在8 A g?1下為291 mAh g–1)。這些發(fā)現(xiàn)可以揭示異質(zhì)結(jié)構(gòu)中電子/離子調(diào)控的行為,并為開(kāi)發(fā)高性能鋰離子存儲(chǔ)材料提供了一條潛在的途徑。
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Electronic Structure Modulation in MoO2/MoP Heterostructure to Induce Fast Electronic/Ionic Diffusion Kinetics for Lithium Storage. Advanced Science 2022. DOI: 10.1002/advs.202104504
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AEM:非水鉀離子電池用應(yīng)變-弛豫紅磷自支撐負(fù)極
全面盤(pán)點(diǎn)!麥立強(qiáng)教授2022年成果精選!
紅磷(RP)作為鉀離子電池(KIBs)的一種有前景的負(fù)極,由于其高理論容量、低氧化還原電位和豐富的自然資源而受到廣泛關(guān)注。然而,RP表現(xiàn)出嚴(yán)重的容量衰減和快速的結(jié)構(gòu)退化,這是由巨大的體積膨脹和較差的電子傳導(dǎo)造成的。
武漢理工大學(xué)麥立強(qiáng)教授、吳勁松教授、羅雯副教授等通過(guò)將受限的無(wú)定形RP封裝在三維互連的硫/氮共摻碳納米纖維中(RP@S-N-CNFs)報(bào)道了一種體積應(yīng)變-弛豫電極結(jié)構(gòu)。原位透射電子顯微鏡和相應(yīng)的化學(xué)-機(jī)械模擬揭示了N、S碳基質(zhì)的優(yōu)良結(jié)構(gòu)完整性和堅(jiān)固性。結(jié)果,作為KIBs的自支撐負(fù)極,RP@S-N-CNFs電極表現(xiàn)出超高的可逆容量(在0.1A g-1的條件下經(jīng)過(guò)100次循環(huán)后為566.7 mAh g-1)和非凡的耐久性(在2 A g-1的條件下經(jīng)過(guò)2000次循環(huán)后為282 mAh g-1)。此外,通過(guò)原位表征和密度泛函理論計(jì)算,作者證明了高可逆的單電子轉(zhuǎn)移機(jī)制,其最終放電產(chǎn)物為KP,并且動(dòng)力學(xué)速度更快。這項(xiàng)工作為下一代高性能KIBs的大體積變化型負(fù)極的合理設(shè)計(jì)提供了啟示。
全面盤(pán)點(diǎn)!麥立強(qiáng)教授2022年成果精選!
A Strain-Relaxation Red Phosphorus Freestanding Anode for Non-Aqueous Potassium Ion Batteries. Advanced Energy Materials 2022. DOI: 10.1002/aenm.202103343
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Nano Energy:通過(guò)雙金屬位點(diǎn)調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)多硫化物的連續(xù)有效轉(zhuǎn)化和定向沉積
全面盤(pán)點(diǎn)!麥立強(qiáng)教授2022年成果精選!
可溶性(多)硫化物的溶解和積累導(dǎo)致的穿梭效應(yīng)嚴(yán)重影響了鋰硫(Li-S)電池的反應(yīng)過(guò)程和循環(huán)性能。最有效的策略之一是進(jìn)行隔膜改性,但隔膜改性層的吸附和催化機(jī)制會(huì)導(dǎo)致多硫化物的不連續(xù)轉(zhuǎn)化和活性物質(zhì)的損失。
武漢理工大學(xué)麥立強(qiáng)教授、許絮副教授、常剛剛副教授等首次通過(guò)一種新方法制備了2D雙金屬中心Zn/Co-ZIF納米片來(lái)解決這一懸而未決的問(wèn)題。通過(guò)調(diào)節(jié)金屬中心位置,ZIF納米片轉(zhuǎn)化(多)硫化物的能力大大提高。此外,基于ZIF改性層和正極之間的導(dǎo)電性差異,實(shí)現(xiàn)了鋰(多)硫化物在正極的連續(xù)有效轉(zhuǎn)化和定向沉積。因此,采用功能隔膜組裝的Li-S電池在0.5C時(shí)可提供高達(dá)1304 mAh g?1的初始容量,在3C時(shí)可達(dá)到788 mAh g–1的優(yōu)異倍率性能。即使在2C的電流密度下,1000次循環(huán)中每圈的容量衰減率也僅為0.025%。總體而言,這項(xiàng)工作極大地促進(jìn)了MOF材料的制備及其在Li-S電池中的應(yīng)用,并將進(jìn)一步為改性層和正極設(shè)計(jì)提供新的思路。
全面盤(pán)點(diǎn)!麥立強(qiáng)教授2022年成果精選!
The continuous efficient conversion and directional deposition of lithium (poly)sulfides enabled by bimetallic site regulation. Nano Energy 2022. DOI: 10.1016/j.nanoen.2022.107332

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