【產(chǎn)通社，12月15日訊】中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所（Shanghai Institute of Ceramics of the Chinese Academy of Sciences，SICCAS）官網(wǎng)消息，針對常規(guī)的電極改性方法（例如納米化和碳包覆）對FeS2正極性能提高有限的難題，李馳麟研究員團隊提出了實現(xiàn)高倍率和長循環(huán)FeS2正極的緊致顆粒堆疊粘合和顆粒表面氟化的新型改性策略。相關(guān)成果發(fā)表在美國化學(xué)會旗下著名刊物ACS Nano上（DOI: 10.1021/acsnano.8b06660）。

在該工作中，研究團隊通過熱硫化離子液體粘合的開框架氟化鐵前驅(qū)體，成功實現(xiàn)了具有減薄氟化碳層包覆（小于2nm）且顆粒緊密粘合的高載量FeS2正極材料的制備。顆粒粘合和包覆減薄促進了顆粒內(nèi)外的混合導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的貫通，表面氟化也改善了電極-電解質(zhì)界面的電荷和質(zhì)量傳輸動力學(xué)，加速了Li+/Na+驅(qū)動的多相異質(zhì)界面處和相鄰晶粒間的轉(zhuǎn)換反應(yīng)蔓延，消除了多硫化物的溶解，顯著提升了整體電極的反應(yīng)動力學(xué)，實現(xiàn)了高倍率、長循環(huán)的FeS2基鋰/鈉金屬電池（在1C倍率、循環(huán)1000圈后的可逆儲鋰容量仍為425mAh/g，在2C倍率、循環(huán)1200圈后的可逆儲鈉容量仍可達450mAh/g）。即使在10000W/kg的大功率密度下，F(xiàn)eS2物質(zhì)的儲鋰/儲鈉能量密度仍分別可達800和350Wh/kg。離子液體和氟基材料的交聯(lián)可成為表面氟化加強的有效手段。 

李馳麟研究員團隊長期致力于鋰/鈉金屬電池高比能正極材料的研究，前期已經(jīng)通過調(diào)節(jié)Fe-F八面體的拓撲排列方式和引入功能通道填充劑（如水分子和鉀離子）率先開發(fā)出一系列的開框架氟化鐵正極材料，如：燒綠石相FeF3·0.5H2O（J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 11425-11428）、六方鎢青銅相FeF3·0.33H2O（Chem. Mater. 2013, 25, 962-969）、四方鎢青銅相K0.6FeF3（J. Mater. Chem. A, 2016 ,4, 7382-7389）、立方鈣鈦礦相KFeF3（Adv. Funct. Mater. 2017, 27, 1701130），并利用微相分離型離子液體的離子熱氟化法開發(fā)了轉(zhuǎn)換反應(yīng)可逆的大顆粒脫水鎢青銅相氟化鐵（J. Mater. Chem. A, 2016, 4, 16166–16174）。 　  

該研究工作得到了國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金等項目的資助和支持。查詢進一步信息，請訪問官方網(wǎng)站http://www.sic.cas.cn。（Lisa WU, 365PR Newswire）    （完）