【產通社，11月23日訊】湖南大學（Hunan University）官網消息，《Advanced Materials》（影響因子18.96）日前在線發(fā)表學校物理與微電子科學學院于馨智博士和王斌博士后為共同第一作者，魯兵安教授為通訊作者，題為“Graphene Nanoribbon on Highly Porous 3D graphene for High-Capacity and Ultrastable Al ion Battery”的論文。國際上首次實現了鋁離子電池在10000次循環(huán)后容量仍高于100mA hg-1。

鋁離子電池是一種綠色、高效的新型二次電池，是潛在的高性能動力電池。2015年斯坦福大學的戴宏杰團隊在國際上首次報道了以三維石墨烯為正極，鋁片為負極的可快速充放電的鋁離子電池。進一步提高鋁離子電池的容量和降低充電截止電壓（當充電電壓高于電解液的分解電壓時，充電過程中電解液會分解）等是鋁離子電池當前研究的重點。

提供更多的含鋁基團嵌入通道是提高基于石墨材料的鋁離子電池容量的有效方法。在魯兵安教授的指導下，于馨智博士等以化學氣相沉積結合等離子體刻蝕制備了新型石墨烯泡沫（石墨烯納米帶原位生長在多孔三維石墨烯表面），并將其作為鋁電池的正極。同時通過理論計算證明了新型石墨烯泡沫能提供更多的含鋁基團的嵌入通道，且嵌入時所需的能量更低，從而有效提高放電容量，降低充電截止電壓。實驗證明當電流密度為5000mA g-1，充電截止電壓為2.3V時（低于電解液的分解電壓），鋁離子電池的容量達到了123mA hg-1，經過10000次的循環(huán)充放電后容量未出現衰減。通過對鋁離子電池進行改裝，原位的證明了在充放電過程中含鋁基團嵌入與脫出。此外，試驗發(fā)現新型鋁離子電池在20-80°C時具有穩(wěn)定的放電容量，在0°C時具有接近100%的庫倫效率，證明了鋁離子電池具有寬的使用溫度范圍。 

于馨智博士長期致力于三維石墨烯的制備、三維石墨烯基納米復合材料的合成及三維石墨烯結構改造等領域的研究。該篇論文是于馨智博士在博士期間以第一作者在《Advanced Materials》上發(fā)表的第二篇論文，其第一篇論文的他引次數已超過230次。

相關研究工作得到了國家自然科學基金、湖南省自然科學基金、教育部博士點基金、湖南省青年骨干教師基金、湖南省研究生創(chuàng)新項目等的資助。查詢進一步信息，請訪問官方網站http://www.hnu.edu.cn，以及http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201604118/full。    （完）