中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：近日，iChEM研究人員、廈門大學(xué)董全峰教授、Leroy Cronin教授課題組在基于團(tuán)簇類分子的新型電化學(xué)儲(chǔ)能材料研究方面取得進(jìn)展。研究成果（Design and Performance of Rechargeable Sodium Ion Batteries, and Symmetrical Li-ion Batteries with Supercapacitor-like power density based upon Polyoxovanadates）作為封面文章發(fā)表在材料研究領(lǐng)域的國(guó)際學(xué)術(shù)期刊Advanced Energy Materials (2017, DOI:https://doi.org/10.1002/aenm.201701021)。
過渡金屬多酸氧化物是一類具有納米尺寸的分子團(tuán)簇材料，具有可逆多電子反應(yīng)的特性，被形象的稱為‘電子海綿’，可以可逆的儲(chǔ)存離子和電子，從而具有成為較高比容量的儲(chǔ)能材料的可行性。該工作主要開展了{(lán)V15O36(CO3)}材料于超高功率鋰離子儲(chǔ)能體系和鈉離子電池正極材料的研究。利用VIV/V金屬中心在{V15O36(CO3)}材料中具有不同的電化學(xué)反應(yīng)電位，設(shè)計(jì)了基于同一個(gè)材料的對(duì)稱鋰離子儲(chǔ)能體系。該對(duì)稱體系表現(xiàn)出了類電池的能量密度（125 W h kg-1）和類超級(jí)電容器的功率密度（51.5 kW kg-1）。同時(shí)理論計(jì)算和電化學(xué)機(jī)理研究表明，該類材料還具有較高的鈉離子傳輸速率，且具有較高的鈉離子正極材料儲(chǔ)存比容量（240 mAh g-1）。由其組裝的鈉離子全電池測(cè)試表明，該電池具有與目前鋰離子電池相當(dāng)?shù)哪芰棵芏龋?90 Wh kg-1）。此外該工作的另一個(gè)特色在于提供一種全新的電池材料回收的思路。由于絕大部分的金屬多酸材料具有很好的水溶性，因此可以通過簡(jiǎn)單的水相提取廢舊電池里的材料回收具有較高價(jià)值的金屬氧化物，實(shí)現(xiàn)了更為節(jié)能環(huán)保的新能源利用。
該項(xiàng)研究為廈門大學(xué)董全峰課題組和英國(guó)Glasgow大學(xué)Leroy Cronin教授課題組（2016年中組部千人計(jì)劃B類）合作研究工作（Advanced Materials, DOI: 10.1002/adma.201501088）之延伸。廈門大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院陳嘉嘉博士為第一作者，葉建川博士生和已畢業(yè)的范少聰碩士共同參與電化學(xué)測(cè)試方面的表征，張霞光博士生和吳德印教授完成DFT理論計(jì)算部分工作，廈門大學(xué)鄭明森副教授和格拉斯哥大學(xué)的龍德良老師，Mark D. Symes博士共同參與了學(xué)生指導(dǎo)，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)以及論文寫作。該項(xiàng)研究得到973項(xiàng)目(2015CB251102)，國(guó)家自然科學(xué)基金委(U1305246, 21673196，21621091, 21533006),中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金 (20720150042)以及中組部千人計(jì)劃項(xiàng)目的支持。
