中南大学研究单个LiFePO4粒子电化学机制取得新进展

近日，中南大学纪效波教授团队关于利用单颗粒碰撞方法研究单个 LiFePO 4 粒子电化学机制的最新研究成果在 NI 收录期刊 Journal of Physical Chemistry Letters (IF=8.709) 上在线发表，论文题目为 “Lithium-Ion-Transfer Kinetics of Single LiFePO 4 Particles” (DOI: 10.1021/acs.jpclett.8b02315) ，该论文由纪效波教授指导完成。 2017 级博士生徐为为第一作者，中南大学化学化工学院为第一通讯完成单位。

传统的电池电极材料研究方法是将电极材料与导电碳、粘结剂等附加物混合制成电极，然后装配成电池进行测试，然而这些附加材料本身的特性、混合比例、电极结构等都会对电极材料的性能产生影响，因此，如果能够去除掉这些非活性材料的影响，获得电极材料的本征电化学特性参数，将进一步加深对电极材料的理解，并为有效的提高电池性能以及指导新型电极材料的优化提供理论依据。在此，本实验通过单粒子碰撞的方法对单个 LiFePO 4 粒子的电化学行为进行研究，利用单个粒子溶液中的布朗运动，以随机的碰撞到微电极表面上，对产生的针状电流信号进行分析，结果表明锂离子在磷酸铁锂内部的扩散是决定整个电极材料充放电过程的决速步。本实验中使用的单颗粒碰撞方法具有设备简单，方便快捷等优点，能够为在单粒子尺度研究电池材料的本征电化学性能提供有力的支持。

通讯作者简介

纪效波，中南大学化学化工学院教授， 博士生导师，牛津大学博士， 麻省理工学院博后 ，中国有色金属学会冶金物理化学学术委员会秘书长，英国皇家化学会会士。 中国有色金属协会 “优秀青年科技奖”（2018）获得者，“国家优秀青年基金”获得者 ， “长江学者奖励计划”青年长江学者，湖南省青年科技奖等， 主要研究领域为新能源材料与能源器件。 在Energy & Environmental Science, Advanced Materials, Advanced Energy Materials, Advanced Functional Materials, Nano Energy 等国际期刊上发表 120 余篇 SCI 论文，分别获得国际发明专利 3 项 ， 授权中国发明专利 15 项 。