中南大学梁叔全教授团队发表纳米能源领域系列研究成果

近日，国际能源领域系列顶级期刊陆续在线发表中南大学材料科学与工程学院、原中南大学侨联常务副主席梁叔全教授团队在水系锌离子电池和钠离子电池领域的最新研究成果。

2016级硕士研究生杨永强、唐艳副教授、周江特聘教授、梁叔全教授等通过一步水热法实现了锂离子（Li⁺）在含水五氧化二钒（V₂O₅•nH₂O）结构的层间嵌入，并通过焙烧过程提高其结晶性，进而成功制备出一种用于水系锌离子电池的金属Li⁺掺杂与结构水保留的棉花状Li_xV₂O₅·nH₂O，有效解决了传统V₂O₅材料作为水系锌离子电池正极在充放电过程中离子扩散缓慢、材料结构不稳定等瓶颈问题。该材料与锌负极匹配成的全电池具备了较高的循环容量与倍率稳定性。该研究成果近日在影响因子超过30的英国皇家学会旗舰期刊Energy Environ. Sci., （2018, DOI: 10.1039/C8EE01651H）（IF=30.067）在线发表。

2017级硕士研究生郭寻、周江特聘教授、梁叔全教授等，设计了一系列钒酸钠纳米材料（Na₅V₁₂O₃₂，HNaV₆O₁₆·4H₂O和Na_0.76V₆O₁₅）用作水系锌离子电池正极材料，并深入研究了锌离子在两种典型结构中的能量储存机理。新结构具有更为高效的Zn²⁺扩散路径而表现出更高的离子扩散系数，表现出更高的比容量，在4 A g^-1的电流密度下能循环高达2000圈。相关研究成果近日在影响因子为21.785的国际能源期刊Adv. Energy Mater.,（2018, DOI: 10.1002/aenm.201801819）（IF=21.785）在线发表。

2017级硕士研究生唐博雅、周江特聘教授、梁叔全教授等，合成了系列钒酸钾纳米材料（K₂V₈O₂₁，K_0.25V₂O₅，K₂V₆O₁₆·1.57H₂O和KV₃O₈）作为水系锌离子电池正极。通过深入研究发现，具有隧道结构的K₂V₈O₂₁和K_0.25V₂O₅有助于锌离子扩散，并且可以在循环过程中保持稳定结构。其中，K₂V₈O₂₁具有最佳的储锌性能，在6 A g^-1的高电流密度下稳定循环300圈，展现了优异的循环稳定性和倍率性能，具有较大的应用前景。相关研究成果近日在影响因子为13.12的国际能源期刊Nano Energy（2018, DOI: 10.1016/j.nanoen.2018.07.014）（IF=13.12）在线发表。

本科生单路通、周江特聘教授、梁叔全教授等，通过水热法成功合成的Ag_0.4V₂O₅材料首次应用于水系锌离子电池正极。他们发现Ag_0.4V₂O₅在充放电过程中会经历取代/嵌入共反应（Combination Displacement/Intercalation），放电过程中有新相钒酸锌与单质银生成，有利于提升电化学性能与导电性。以Ag_0.4V₂O₅为正极的水系锌离子电池在10 A g^-1的高电流密度下能够稳定循环2000圈，展现了优越的电化学性能。相关研究成果近日在影响因子约13的的国际能源期刊Energy Storage Mater.（2018, DOI: 10.1016/j.ensm.2018.08.008）（IF≈13.31）在线发表。

拔尖博士校长奖学金获得者蔡阳声、周江特聘教授、梁叔全教授等，在钠离子电池的攻关中，通过水热法和冷冻干燥技术将规则的NVPF微米立方体嵌入在三维石墨烯（rGO）网络形成NVPF@rGO复合材料，在20 C的倍率电流下可长循环达2000圈，在随后的全电池测试中也展现出优异的电化学性能。研究小组提出：三维石墨烯网络可以提供连续的电子和离子传输通道，并缓解Na⁺嵌入和脱出过程中产生的应力和体积变化，有助于提高材料的倍率性能和循环稳定性的新机制。相关研究成果近日在影响因子为12.441的国际顶级期刊Adv. Sci., （2018, DOI: 10.1002/advs.201800680）(IF=12.441)在线发表。

据初步统计，近年来，梁叔全教授团队先后发表SCI一区文章100余篇，高影响顶级期刊和ESI高被引论文近30篇，其中IF＞30的2篇；IF＞20的5篇，IF＞10的18篇。

转载：中南大学新闻网

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