2017年高水平论文巡展---王恭凯老师在纳米能源领域著名期刊《Nano Energy》发表论文

  实现安全、可持续发展的能源供给是当今时代面临的最重要的科学和社会挑战之一。锂离子混合电容器（Lithium ion capacitor）是一种新兴的电能存储器件，其典型的结构包含了高容量的锂离子电池负极材料和高功率的超级电容器碳电极材料，这种混合结构与对称型超级电容器相比有了更高的能量密度，同时保持相当优异的高功率输出性能，被认为是未来电能存储器件的重要发展方向。

  然而，从这种复合工作原理来看，负极的法拉第电化学反应和正极的双电层物理吸附机制存在着极大的动力学不匹配性，影响混合电容器的性能。钛酸锂是一种锂离子扩散机制控制的插层型负极，其独特的“零应变”结构赋予了钛酸锂极高的循环稳定性和安全性。然而钛酸锂较低的电子电导率和锂离子扩散系数严重影响了其倍率性能。近日，我院王恭凯老师以第一作者和通讯作者的身份，首次报道了利用原子层沉积育种技术制备钛酸锂/石墨烯复合电极材料，其独特的微观结构使得该材料充电25秒可实现70%的理论容量（即100 C电流密度时的放电容量高达120.8 mAh/g），并利用第一性原理从理论上进行了计算分析，该技术为制备新型石墨烯复合电极材料开辟了新思路。以该复合材料为负极的锂离子混合电容器的功率密度甚至超越了双电层型超级电容器，具有重要的研究意义和实际应用价值。该研究成果以题为“Toward ultrafast Lithium ion Capacitors: A novel atomic layer deposition seeded preparation of Li₄Ti₅O₁₂/graphene anode”发表在纳米能源领域著名期刊《Nano Energy》（http://doi.org/10.1016/j.nanoen.2017.04.020, 2017年IF=12.343）上。