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[原创]中科大余彦教授：电纺丝在储能材料中的应用（2018-12-07 15:48:23）

标签：能源环境 静电纺丝大会 纳米纤维  

在第六届静电纺丝大会上，中国科学技术大学材料科学与工程系余彦教授作了“电纺丝在储能材料中的应用”的大会报告。余彦教授介绍，静电纺丝是近年来发展的一种制备一维纳米纤维的方法，广泛应用于锂/钠离子电池电极材料或电极材料载体的制备。纤维具有较高的长径比、三维交联的网络结构，以及后续处理所获得较大的比表面积和较高的孔隙，可以增大电极材料与电解液的接触面积，从而有效的缩短离子传输距离和促进电子沿着三维网络传输。

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Sn-C核-壳结构提高储锂性能

通过调节纺丝液的组成和组分比例及后续处理条件，可得到形貌可控的纤维，如中空、多通道结构等。这种特殊结构更有利于离子和电子的传输。二氧化钛作为一种嵌入型的钠离子电池负极材料，由于其良好的结构稳定性得到了研究者的广泛关注，但其较弱的电子电导和离子扩散能力成为目前研究的瓶颈。

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静电纺丝中空纤维提高储锂性能纤维

将材料纳米化之后，会有效缩短离子传输路径，且电极整体的导电性会有很大程度的提高；此外，研究表明，在TiO2 中引入掺杂、空位等缺陷可有效的提高其电子电导，从而促进钠离子的传输。因此，余彦教授课题组结合静电纺丝方法，通过调控聚合物（PAN,PVP）组分和比例，钛盐作为前驱体及后续的氨气或真空处理，分别制备了氮掺杂和富含氧空位的多通道TiO2 纳米纤维，表现出优异的储钠性能（图一）。通过静电纺丝方法结合后续氮掺杂和空位的引入，可获得良好储钠性能的TiO2 负极材料。该方法简洁易操作，可以将其应用于其他储能材料的设计和制备。

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真空处理前后TiO2 钠电倍率性能比较

余彦教授简介

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yan余彦，中国科学技术大学材料科学与工程系教授，博士生导师。2006年获得中国科学技术大学博士学位，2011年，入选中组部首批青年千人。先后在美国（Florida International University）和德国马普固体研究所（Max Planck Institute for Solid State Research）从事科学研究工作。主要研究方向为高性能锂离子电池、钠离子电池、锂硫电池等关键电极材料的设计、合成及储能机制。目前在J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Mater., Nano Lett., Energy Environ. Sci.,等国际著名期刊上发表论文100余篇，其中有10余篇入选ESI高引频论文，相关文章被Nature, Angew. Chem. Int. Ed., Materials Views China等作为Highlight和封面文章报道。现兼任英国皇家化学会旗下期刊RSC Advances副主编。

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文章来源：易丝帮