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杨应奎教授课题组一项重要研究成果在《Chemical Communications》发表
发布时间:2019-06-12  浏览次数:

氧化物纳米晶、多孔碳等电极材料的本征性质和微观结构是决定其器件性能的关键因素。针对氧化物纳米晶电极材料存在电导率低和体积波动大的问题,通常与纳米碳以原位杂化、离位混合或碳包覆等方法制备成复合材料,但因纳米尺寸效应使二者易于团聚,对其电化学性能改善程度有限。模板法构筑多孔碳电极材料,通常涉及模板构造、模板修饰、高温炭化、模板移除、化学掺杂等多步反应,且孔结构难以精确调控。本论文基于单体分子设计,通过空间限域的孪生聚合、同步聚合方法,调控掺杂多孔碳和氧化物纳米晶/掺杂碳复合材料的微观结构,继而构建出兼具高比容量、优异倍率和循环性能的超级电容器与锂离子电池。

    该研究基于分子工程和材料组合化学策略,结合有机基元(NS引入)和中心原子(SiGeTiSn)设计合成功能单体,通过空间限域的孪生/同步聚合法,原位形成的有机高分子相、氧化物纳米相相互约束牵制,高温炭化使氧化物纳米晶均匀分散、镶嵌在三维掺杂碳导电网络中;或经后刻蚀,同时实现化学掺杂和三维微/介孔层次结构调控,为发展高能量、大功率、长寿命的电化学储能器件提供新的设计思路和实践依据。(Chem. Commun. 2019, 55: 2305-2308;)

该工作得到国家自然科学基金(51673061, 51273057)和教育部新世纪优秀人才支撑计划(NCET-12-0709)资助


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