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新材料技术

锂离子电池是20世纪90年代出现的绿色高能环保电池，由于具有突出的优点而有着广泛的应用。目前，锂离子电池及其关键材料已成为世界各国关注的一个科技和产业焦点，也是我国政府非常重视开发和运用的能源之一，先后被列入国家中长期发展规划。尤其是适用于电动汽车(EV)和混合动力汽车(HEV)的锂离子动力电池的开发更是成为近年来新能源领域中最热门、发展最迅速的研究领域。现在工业上常用的负极材料有金属锂、碳材料、Li4Ti5O12等。但由于金属锂和碳材料存在安全性能隐患和倍率性能差以及Li4Ti5O12合成困难等缺点，限制了其大规模应用。TiO2是目前研究最为热门的锂离子电池负极材料之一，而TiO2-B具有更高的性能备受关注。 福州大学新能源材料研究所/石墨烯研究院魏明灯团队的成果：石墨烯复合TiO2负极材料。石墨烯复合 TIO2 负极材料成果描述：现在常用的负极材料有金属锂、碳材料、 Li4Ti5O12 等。但由于金属锂和碳材料存在安全性能隐患和倍率性能差以及Li4Ti5O12 等合成困难等缺点，限制了其大规模应用。

本成果提供了一种合成超细TiO2—B纳米片及其石墨烯复合物的方法，该方法操作简单，成本低廉，能耗低，重现性好，具有良好的应用价值。 一种TiO2-B纳米片/石墨烯复合物，其中TiO2-B纳米片的长度为10-50 nm，宽度为3-5 nm。 制备方法包括以下步骤： （1）将钛酸四丁酯溶于乙醇中，加入氧化石墨烯； （2）搅拌均匀后，加入氢氧化钾溶液，继续搅拌均匀； （3）经水热反应后，用HNO3溶液洗涤至酸性，并在稀HNO3溶液中搅拌3h，用水洗涤至中性后烘干； （4）将烘干的样品在氩气中煅烧。 本实施例所制备的TiO2-B纳米片组装的锂离子电池在电流密度为5 C时充放电循环400圈容量保持在185 mA h/g以上，具有优越的长循环性能；同时，其还表现出优异的倍率放电性能，即使在电流密度为40 C时其充放电容量也能稳定在150 mA h/g以上。而TiO2-B纳米片与石墨烯复合后，在20 C的超大电流密度下，循环300圈后仍能保持175 mA h/g以上的比容量，表现出更为优异的大倍率性能。

福州大学新能源材料研究所/石墨烯研究院魏明灯 ***毕业于福州大学化工系，***起在福州大学工业催化研究所从事化肥催化剂研发，***获得日本文部省国费奖学金赴国立长崎大学留学，开展钙钛矿型汽车尾气净化催化剂(deNOx)的研究，***获得博士学位(工学)后，先后在日本国立东北大学、日本产业技术综合研究所(AIST筑波研究中心)、日本学术振兴机构(JST)从事纳米/多孔材料及其在染料敏化太阳能电池、锂离子电池和费托合成催化剂中应用的研究，***回国被聘为“闽江学者” 特聘教授，并建立新能源材料研究所开展新型纳米/多孔材料在清洁能源中应用的研究。研究成果在Adv. Mater等国际期刊上发表英文SCI论文90多篇，他人引用1200多次，并拥有授权的日本和中国发明专利20多件。 回国后，培养了博士后、博士、硕士和本科生20多名。

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