张进涛课题组在《先进材料》发表高性能锂-碘电池研究新进展

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化学与化工学院张进涛教授课题组在Wiley出版社主办的重要国际期刊《先进材料》（Advanced Materials）上，以“A 3D and Stable Lithium Anode for High-Performance Lithium–Iodine Batteries”（DOI: 10.1002/adma.201902399）为题，在线发表了关于碳材料构建锂金属负极和锂碘电池的最新研究进展。2016级硕士研究生李康与北京化工大学胡自玉教授为共同第一作者，张进涛教授为通讯作者。

锂金属由于其具有高达3860 mAh g-1的理论容量和低至-3.04 V的阳极电势，非常适合用作电极材料，然而锂金属电极在电池循环过程中极易生成锂枝晶，引发安全问题。上述因素阻碍了锂金属电极在锂-硫，锂-碘等电池中的应用。张进涛教授课题组合成了氮磷共掺杂的碳布用作负载锂的骨架材料，通过实验观测和理论计算的手段发现，氮磷共掺杂可以有效提高锂原子与碳之间的结合能，提高了碳布的亲锂性，使得熔融锂可以均匀负载至碳布上。得到的复合锂金属电极可以有效抑制锂枝晶的生长，延长了电极寿命。当这种复合电极用于锂-碘电池负极时，极大地提升了锂-碘电池的循环稳定性和倍率性能。这一研究成果为设计构建高性能锂金属电池提供了新的思路。

近年来，张进涛教授课题组围绕碳材料在锂-碘电池中的应用开展了系统研究工作。2017年在Nature Communications上发表的成果（DOI：https://doi.org/10.1038/s41467-017-00649-7）研究了杂原子掺杂对于多孔碳吸附碘以及锂-碘电池氧化还原反应的催化作用；2019年在Nano Research上发表的工作（DOI：https://doi.org/10.1007/s12274-018-2251）则揭示了碳材料电容效应对于提高锂-碘电池倍率性能的影响。本文中的工作通过碳材料掺杂改性提高锂金属负极稳定性，进一步提升了锂-碘电池电化学性能。

该项工作得到了国家自然基金委，山东省泰山学者等项目的资助。

论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201902399

张进涛，山东大学化学与化工学院教授、博士生导师，获山东省“泰山学者”青年项目入选者。2012年博士毕业于新加坡国立大学，随后分别于新加坡南洋理工大学和美国凯斯西储大学从事博士后研究，2015年加入山东大学化学与化工学院独立开展工作。其研究工作主要集中在电化学催化与储能相关的表/界面组成与结构调控和机理研究, 设计开发新型碳基催化剂和石墨烯基复合材料，构建性能优异的电化学能源器件，包括锌-空气电池、锂-碘电池、超级电容器、燃料电池等。至今在国际期刊发表SCI论文60余篇，其中包括Nat. Nanotech., Nat. Commun., Sci. Adv., Chem. Soc. Rev., Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Mater., Environ. Energ. Sci.等第一作者或通讯作者论文，论文总被引用次数6300余次（Web of Science）, H-index = 30。另外，主编RSC专著1部，撰写书章节3章