近日，我院先进材料与储能器件团队李战雨博士在铝电池储能机理以及正极材料研发方面取得新进展。相关工作“Two-dimensional Ti3C2@CTAB-Se (MXene) composite cathode material forhigh-performance rechargeable aluminum batteries” 和“Reduced graphene oxide (rGO) coated porous nanosphere TiO2@Se composite as cathode material for high-performance reversible Al-Se batteries”以河北大学为第一单位发表在Chemical Engineering Journal, 2020, 398, 125679和Chemical Engineering Journal, 2020, 400, 126000上。
铝电池被认为是最有潜力的下一代二次电池，但铝电池正极材料储能机理不明确、循环性能和能量密度等问题严重制约着其发展。李战雨博士利用CTAB扩充和硒化处理成功合成了复合二维层状结构（Ti3C2@CTAB-Se）。密度泛函理论研究发现，由于硒化后的Ti3C2O2更有利于[AlCl4]-的表面吸附和扩散，Ti3C2@CTAB-Se表现出良好的电化学性能。在100 mA g-1电流密度下显示出583.7 mAh g-1的可逆放电比容量，且400次循环后其容量仍为132.6 mAh g-1。同时，在Al-Se电池中，利用静电作用制备了rGO包覆多孔纳米球TiO2@Se（TiO2@Se-rGO）作为铝电池的正极材料。由于rGO包覆、多孔纳米球TiO2作用以及第一性原理研究表明其表现出良好的电化学性能。在0.2 A g-1下，初始放电容量达到1127.3 mAh g-1；在0.5 A g-1电流密度下500次循环后，放电容量仍为225.8 mAh g-1。
Chemical Engineering Journal（IF=10.652）为能源和材料领域的国际著名期刊。以上工作得到了光学工程一流学科建设经费和河北大学高层次引进人才项目等资助。
全文链接：
1） Chemical Engineering Journal, 2020, 398, 125679
https://doi.org/10.1016/j.cej.2020.125679
2） Chemical Engineering Journal, 2020, 400, 126000
https://doi.org/10.1016/j.cej.2020.126000
