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超轻型柔性铅笔涂层电极助力高性能钾离子锂离子电池

第一作者:邰志新、刘雅杰(澳大利亚卧龙岗大学)
通讯作者:郭再萍教授(澳大利亚卧龙岗大学)


成果简介:
电池结构设计和电池新体系开发是制备高性能电池的重要途径之一。澳大利亚卧龙岗大学郭再萍团队通过8B铅笔在滤纸上直接涂覆,制备得到了新型柔性且超轻型石墨负极。与传统负极相比,这种新型的无集流体(铜箔)的设计,降低了电极中惰性组分的固有重量,使其能量密度可达传统负极的两倍以上。研究表明,制备的pencil-trace电极在钾离子电池(KIBs)比在锂离子电池(LIBs)中表现了更优异的倍率性能,例如,由当充放电电流密度从0.1 A/g到0.5 A/g,这种电极在钾离子电池中的容量保持率为66%, 高于锂离子电池中28%。同时,这种电极呈现出较高的可逆容量(约为230 mAh/g)和稳定的循环性能,经过300个循环,容量保持率仍然可达75%。


团队介绍:
郭再萍,澳大利亚卧龙岗大学教授,博士生导师,ACS Applied Materials & Interfaces 副主编辑。目前,该团队有future fellow两名,博士后3名,在读PhD 17人,访问学生3人,访问学者5人。所带领团队主要从事储能材料的研究,包括锂离子/钠离子/钾离子电池正负极材料的合成,结构及性能的研究。在材料制备,材料的物理和结构特性以及电化学测试和模拟等方面拥有丰富的知识和经验,成功将纳米材料用于锂离子/钠离子/钾离子电池及超级电容器, 并建立起一整套较为完善的研究体系。该团队发表论文300余篇,引用 >16500 次,其中在Nature Communications, Joule, JACS, Advanced Materials, Angewandte Chemie, ACS Nano, Nano letters, Energy & Environmental Science, Advanced Energy Materials, Advanced Functional Materials, Nano Energy等发表高水平论文60余篇。


参考文献:
Zhixin Tai, Yajie Liu, Qing Zhang, Tengfei Zhou, Zaiping Guo, Hua Kun Liu and Shi Xue Dou. Ultra-light and flexible pencil-trace anode for high performance potassium-ion and lithium-ion batteries. Green Energy & Environment 2 (2017) 278-284.

https://doi.org/10.1016/j.gee.2017.04.002

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2468025717300328

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