湘潭大学在国际能源材料顶级期刊发表论文

湖南日报·新湖南客户端 2025-04-11 11:10:06

湖南日报·新湖南客户端4月11日讯（通讯员曾坛）近日，湘潭大学材料科学与工程学院黄建宇团队在全固态电池领域取得重要进展。研究成果《使用熔融盐电解实现金属氟化物正极的高温性能》发表于能源领域顶刊《先进能源材料》（Advanced Energy Materials，中科院1区Top期刊，影响因子24.4）。材料科学与工程学院硕士研究生张宇轩为论文第一作者，博士研究生陈俊宇和张雪冬为论文共同第一作者；黄建宇教授、黄俏副教授为论文共同通讯作者，湘潭大学为论文第一完成单位。

基于金属氟化物正极（MFs）的锂电池因其潜在的高能量密度被认为是具有前景的锂电池体系，近年来引起了研究界的广泛关注。然而，MFs的循环性能欠佳，在高于常温工况下容量衰减问题更加严重。在高温条件下，MFs极易催化液体电解质分解，导致活性物质溶解，形成不稳定的固体电解质界面膜（CEI），造成电池容量“跳水”。

鉴于此，团队开发了一种高温稳定的无有机溶剂电解质（Organic Solvent-Free Electrolyte，简称OSFE，本质为一种熔盐电解质），同时采用化学气相沉积（CVD）技术对MFs正极进行非晶碳包覆，“双管齐下”提升了MFs在高温下循环性能。本研究中使用NiF₂作为一种代表性的MFs正极匹配OSFE进行电化学性能评价。基于所开发的OSFE和表面工程，NiF₂正极在80 ℃下循环160次后，放电容量保持在450 mAh/g（相当于其81%的理论容量），库仑效率接近100%。此外，在OSFE中加入Li₁₀GeP₂S₁₂ (LGPS)电解质，可提高OSFE的离子电导率，进一步拓宽正极的工作温区。当使用添加10 wt.% LGPS的OSFE作为电解质时，NiF₂在60 ℃下循环300次后容量保持在350 mAh/g。这些进展表明了使用OSFE提升MFs高温循环性能的潜力，为实现其商业化提供了技术支撑。

近年来，材料科学与工程学院以高比能二次锂电池为研究特色开展了大量基础研究，获得了多项高水平研究成果，为解决新能源基础研究与工程应用中的重大工程化问题做出了贡献。其中，黄建宇团队迄今已获批国家自然科学基金重点项目等国家级项目多项。在各类能源材料顶级期刊等期刊发表论文20余篇。

责编：胡孟婷

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来源：湖南日报·新湖南客户端

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