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化学所在电极材料核壳结构构筑及相应电化学性能调控方面取得系列进展

来源：化工网 | 时间：2014/12/4 15:31:06 | 阅读次数：

发布单位：中华人民共和国商务部

• 发布人：
• 小杨

核-壳纳米结构具有独特的结构特性和应用潜能。通过核壳纳米结构的设计和合成，不仅能够整合核壳内外两种材料的优势，而且能够克服两种材料自身的不足，达到材料整体性能的提高和优化。近年来，核壳结构的控制已经成为了纳米材料合成与应用上一个重要的方向，并在催化、生物、能源存储和转化等众多领域展现了广阔的应用前景。如何控制壳层结构的状态，在纳米尺度上开展精确、系统的调控，从而实现对纳米尺度独特性能的观测和探讨，已经成为进一步理解纳米材料的尺度效应、构筑和优化核壳结构、提升功能材料性能的热点和难点。
　　在科技部、自然科学基金委、中国科学院和化学所的大力支持下，化学所分子纳米结构与纳米技术院重点实验室的科研人员在电极材料核壳结构的构筑及相应电化学性能的调控上做了系统的研究，并取得了一系列进展。一方面，研究人员针对聚阴离子型正极材料导电性不足的问题，通过表面聚合反应的调控，实现了正极材料表面均匀碳包覆层的引入，并对该包覆层达到了在纳米精度上的尺度调控，有效地提高了电池的倍率性能和安全性能（RSC Adv.,2014,4, 7795-7798及J. Mater. Chem. A,2014,2, 17359-17365）；另一方面，Al2O3等氧化物在正极材料表面的均匀包覆一直是核壳结构构筑上的一个挑战，研究人员通过对Al2O3前驱体Al(OH)3形成过程中动力学过程的分析和调控，提出利用缓冲溶液来缓释铝离子沉淀所需的沉淀剂，从而巧妙地抑制了常规沉淀过程中的快速成核问题，实现了Al2O3在基底颗粒表面的均匀包覆，并依此开发出一种均匀包覆氧化物纳米层的方法，其厚度的控制精度可达一纳米，该方法在钴酸锂正极材料电化学性能的优化上显示了很好的应用前景，相关工作发表在近期的德国应用化学上（Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 12776 –12780）。

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