近期，我院材料物理系梁叔全教授课题组---曹兴兴博士、潘安强教授等研究论文----“Uniform 8LiFePO4·Li3V2(PO4)3/C nanoflakesfor high-performance Li-ion batteries”，在纳米能源领域顶级权威期刊Nano Energy（If=10.325）上在线发表。聚阴离子型磷酸盐（LiFePO4、LiMnPO4、Li3V2(PO4)3等）以其原料丰富、结构和热稳定性高而成为锂离子电池正极材料的研究焦点之一，但存在电子导电率低或离子传输性能差的致命缺陷，尤其是二者不可兼顾的难题一直困扰研究者。采用纳米组装技术，又遇纳米颗粒在高温（＞500℃）趋向于达到热力学稳定态而不可控地生长和团聚的困难。用经典材料设计方法始终没有突破，需创新材料设计。

该研究报道了一种熔融烃辅助固相烧结法制备具有均匀纳米片结构的嵌布式复相磷酸盐正极材料8LiFePO4·Li3V2(PO4)3/C。制备的纳米片厚度在20-50纳米之间，且相互交接形成高度开放的多孔结构，其比表面积高达30.21 m2 g-1，LiFePO4和Li3V2(PO4)3均匀地分布在纳米片中，纳米晶周围均匀的包覆着油酸原位碳化而成的导电碳层。所制备的纳米片复合材料作为锂离子电池的正极材料，实现了高比容量、高循环稳定性和倍率性能。在10C的大电流密度循环下，仍可得到118.6mAh/g的可逆容量；在2C和5C的电流密度充放电条件下，循环1000圈，容量保持率分别为93.21% 和88.7%。研究成果的优势在于：（1）该方法结合固相反应和自组装的优势，简便易行，采用的油酸和石蜡价格便宜，安全性能好；（2）二维纳米片结构缩短了锂离子的扩散路径，多孔结构增加了电极材料与电解液的接触面积；（3）纳米片之间充足的空间易于电解液的渗透且可调控因充放电而造成的体积应变；（4）具有电化学活性的元素（Fe2+/V3+）在主相LiFePO4和Li3V2(PO4)3中交互掺杂，有效提升了电极材料的导电性和离子扩散速率；（5）纳米晶周围均匀的碳包覆层有效提升了电子导电性且助于保持结构的稳定性。这种材料设计思路及方法对高温条件下的纳米组装可控制备具有重要意义。

全文链接：http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285516000537