近日，威尼斯官网能源与环境学院清洁低碳能源团队青年教师何一涛在国际权威期刊《Advanced Science》（影响因子：17.521，中科院一区Top期刊）上发表双离子电池综述文章。威尼斯官网为论文第一完成单位，能源与环境学院何一涛博士、李海金教授和哈尔滨工业大学物理学院张耀辉教授为共同通讯作者。研究工作得到了国家自然科学基金、安徽省教育厅高校优青项目基金的资助。

（双离子电池机理及石墨烯泡储能示意图）

近年来，双离子电池作为一种新型储能器件受到广泛的关注，“石墨中的石墨烯（Graphene in Graphite）”一直存在于双离子电池的石墨阴极中。论文结合不同研究领域的结果，包括石墨氧化、石墨烯纳米力学、凝聚态物理、电润湿和双离子电池，综合加以说明阴离子嵌入和石墨烯泡在大块石墨中的形成；从石墨烯泡的弹性及其与石墨晶界的关系出发，讨论了石墨烯泡的可逆变形和阴离子存储能力，提出“石墨烯泡模型”。该模型的结论被用于解释双离子电池中的许多异常行为，揭示“石墨中的石墨烯（graphene in graphite）”对阴离子插层的重要性。可以预见，石墨烯泡壳内完整的晶格结构可以利用超高弹性刚度和可逆晶格膨胀，来提高电池中的阴离子存储容量。

（石墨烯泡STM图像及泡形成机制示意图）

（二维材料多种弯曲形式的描述）

（由阴离子插层引起的石墨表面气泡现象AFM和SEM图）

（表征纳米石墨烯泡的方法）

大量研究表明，这种石墨烯泡的形成可以显著增加双离子电池的比容量，但对双离子电池中石墨烯泡的形成和储能机制的研究较少。论文提出了对石墨烯泡的期望：通过调节截止电压、阴离子、溶剂成分或其他物理氧化方法，可以实现石墨烯泡在阴离子存储中的高度可逆弹性变形；薄层石墨与致密石墨烯泡可显著提高比容量，为未来双离子电池正极材料的研究提供有价值的见解。

论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202207426

（撰稿：何一涛 审核：钱付平 张苒 杜飞）