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材料学院科研动态第六期
最近，SCI工程技术大类学科二区TOP期刊《Journal of Materials Science》（影响因子2.993）以研究论文（Research article）形式发表了我校材料科学与工程学院能源与环境材料系陈军副教授的研究进展。
引言
论文题目：
《Improved electrochemical performance of bagasse and starch-modified LiNi0.5Mn0.3Co0.2O2materials for lithium-ion batteries》
（《甘蔗渣和淀粉聚合物有机碳包覆改性LiNi0.5Mn0.3Co0.2O2锂离子电池正极材料》）
DOI: 10.1007/s10853-017-1926-4
通讯作者及第一作者：
江西理工大学材料学院陈军副教授和钟盛文教授为论文的共同通讯作者，硕士研究生朱才建为论文第一作者。
引言：
NCM三元材料具有 LiCoO2良好的循环性能，同时还有LiNiO2的高比容量和 LiMnO2的高安全性及低成本等特点，被认为是最有前途的锂电池正极材料。虽然NCM三元材料具有良好的电化学性能，但从实用化的角度出发，仍然存在导电性能欠佳，以及在宽的放电电压范围内容易发生有机电解质与电极材料之间强烈的副反应，从而导致电池在充放电过程中的阻抗增加，循环寿命急剧下降等问题。因此，必须采取相应的改进措施来避免有机电解质与电极材料的接触。
在这项工作中，作者采用淀粉和甘蔗渣聚合物作为有机碳源，对锂电池的三元正极材料进行包覆改性，通过研究有机碳源包覆对三元正极材料的结构、形貌导电性能和充放电性能的影响，探索NCM三元正极材料的新型改进技术，提升其导电性能和循环寿命，为锂离子电池三元正极材料的改性和性能提升提供新的思路。
成果简介
近日，材料学院教师陈军副教授课题组针对锂离子电池三元正极材料NCM存在的导电性能欠佳，以及在宽的放电电压范围内容易发生有机电解质与电极材料发生强烈的副反应，从而导致电池在充放电过程中的阻抗增加，循环寿命急剧下降等问题，采用淀粉和甘蔗渣聚合物作为有机碳源对LiNi0.5Mn0.3Co0.2O2三元正极材料进行表面包覆改性，有效提升了电极材料的导电性能，抑制了正极材料与电解液的副反应，同时提升了NCM三元正极材料的晶体结构的稳定性，减少材料在反复充放电过程中材料结构的坍塌，有效提升了三元正极材料的循环稳定性能。均匀小量的有机碳包覆可以有效提升NCM三元材料的电化学性能，合理的聚合物有机碳包覆技术是提升NCM三元正极材料电化学性能的有效途径。该项研究为锂离子电池三元正极材料的改性和性能提升提供新的思路。
图文导读
△ 图1 淀粉和甘蔗渣有机碳包覆改性前后XRD对比
△图2 两种聚合物有机碳源包覆前后SEM形貌对比
△ 图3 两种聚合物有机碳源包覆前后TEM透射电镜谱图对比
△ 图4 淀粉和甘蔗渣聚合物有机碳包覆NCM三元正极材料电化学性能对比
小结
在这项工作中，研究人员通过采用淀粉和甘蔗渣聚合物作为有机碳源对LiNi0.5Mn0.3Co0.2O2三元正极材料进行表面包覆改性。效提升了电极材料的导电性能，抑制了正极材料与电解液的副反应，同时提升了NCM三元正极材料的晶体结构的稳定性，减少材料在反复充放电过程中材料结构的坍塌，有效提升了三元正极材料的循环稳定性能。该项研究为锂离子电池三元正极材料的改性和性能提升提供新的思路。该项工作得到国家自然科学基金和江西省自然科学基金的自助。
《Journal of Materials Science》期刊
该项工作相关成果发表在Journal of Materials Science, 2018, 53:5242–5254上，该期刊为SCI工程技术大类学科二区TOP期刊，2018年影响影子为2.993。
论文链接：
https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs10853-017-1926-4
论文作者：
陈军，2009年7月毕业于中科院化学研究所有机化学专业，主要研究方向为有机聚合物新型储能和激光限幅材料的研究。目前主持国家自然科学基金1项，指导国家级创新创业训练项目1项；主持江西省自然科学基金面上项目1项、青年项目1项；主持江西省教育厅一般项目1项。近年来在SCI期刊发表论文20余篇，以第一发明人申请发明专利5项。被邀请作为Electrochem. Commun., J. Am. Chem. Soc., Opt. Mater. 等SCI期刊审稿人。担任国际知名Bentham科学出版社大使，担任SCI收录期刊Current Organic Chemistry (IF:2.193) Guest Editor。
-材料学院团委宣传部-
来源 / 陈军
整理排版 / 祝绳健
责任审核 / 漆小鹏
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