日前，我校物理與微電子科學學院魯兵安教授課題組在儲能領域的研究取得重要進展。課題組楊鈺樺博士為第一作者、魯兵安教授為通訊作者，在ACS Nano(影響因子12.88)發(fā)表了題目為《Bacteria Absorption-Based Mn2P2O7-Carbon @ Reduced Graphene Oxides for High Performance Lithium-Ion Battery Anodes》的論文。這是國際上首次報道基于細菌吸收制備高容量、長壽命的鋰離子電池電極材料。     發(fā)展新型高能量密度的綠色儲能器件，以替代傳統(tǒng)能量儲運體系，是包括我國在內的世界各能源消耗大國的當務之急。鋰離子電池作為高能量密度的儲能設備被廣泛地應用于手機、筆記本電腦等便攜式電子產品中。然而由于鋰離子電池容量低、壽命短等問題，研發(fā)高容量鋰離子電池電極材料及克服容量衰減成為當前鋰電池研究的重點。     基于細菌吸收制備的鋰離子電池負極材料展現(xiàn)了高容量、長壽命。   在魯兵安教授的指導下，楊鈺樺、王斌等課題組成員通過對細菌進行培養(yǎng)及后處理制備了非晶碳（細胞膜與細胞壁等轉換為非晶碳）完美包覆活性材料的柔性電極，并對活性材料的儲鋰性能進行了第一性原理的計算、電化學性能測試。由于非晶碳完美地包覆了活性材料，在充放電過程中活性材料不會因粉化而溶解于電解液中，同時在充放電過程中SEI膜（鈍化膜）絕大部分形成在結構穩(wěn)定非晶碳的表面，從而實現(xiàn)鋰離子電池的高容量和長壽命。實驗結果顯示，鋰離子電池在循環(huán)2000次后容量幾乎沒有任何衰減。該研究成果為高性能、長壽命鋰離子電池的電極材料的研發(fā)開辟了新方向。     電極材料的制備機理示意圖及活性材料反應的理論計算示意圖。   據(jù)悉，魯兵安教授課題組長期從事動力儲能電池及其關鍵材料的研究，2016年以來已經在Advanced Functional Materials（DOI: 10.1002/adfm.201504589，封面文章，影響因子 11.8）、Small（DOI:10.1002/smll.201600565，影響因子8.36）等學術期刊發(fā)表了多篇高水平論文。   相關研究工作得到了國家自然科學基金，教育部博士點基金，湖南省自然科學基金，湖南大學交叉學科基金，湖南大學青年教師成長基金等的資助。   文章鏈接http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.6b02036   責任編輯  蔣晶麗