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我院纪效波团队在《Angew. Chem. Int. Ed.》发表预金属化最新研究成果

发布时间:2021-05-11    作者:    浏览次数:


近日,我院纪效波教授团队在预金属化领域方面取得最新进展,相关成果“Molecularly Compensated Pre-metallation Strategy for Metal-ion Battery and Capacitor发表于国际知名期刊Angew. Chem. Int. Ed. (IF = 12.257, 2021, DOI: 10.1002/anie.202103569)2018级博士研究生邹康宇为该论文的第一作者纪效波教授为该论文的通讯作者。

预金属化,即预嵌入金属离子,能为电化学储能体系额外提供充足金属源。预金属化技术在电化学储能体系中有着至关重要的作用,它不仅能够有效地补偿初始不可逆容量的损失,还可以提升工作电压并减少电解液的消耗,进而保证电化学储能体系优异的电化学性能。更重要的是,预金属化还可以解决高活性碱金属带来的安全问题,能极大地加速电化学储能体系商业化的发展。然而,现阶段所报道大多数预金属化方法都需要在极端的惰性条件中进行,操作繁琐且复杂。此外,预金属化技术缺少理论和实验方面的指导且预金属化程度难以准确把握。

针对上述问题,本工作基于Kolbe反应提出了一种普适的分子补偿预金属化策略,将其成功地用于高性能金属离子电池和混合离子电容器的构建,揭示了金属羧酸盐添加剂的电化学氧化电势与氧-金属键成键能、金属元素软硬度之间的内在联系,有效降低了预金属化剂的电化学氧化电势。通过该预金属化策略成功地实现了多种负极材料的预金属化并构筑了锂/钠离子电池和锂//钾离子电容器电化学储能器件,提升了金属离子电池和混合离子电容器的能量密度和稳定性并极大地简化了整体组装流程。该工作基于有机电化学为预金属化技术开辟了一条创新的途径,为牺牲添加剂的合理设计提供了深入的见解和指导性的方向。

据悉,该项研究获得了国家重点研发计划、国家自然科学基金以及中南大学创新驱动项目的支持。