湘潭大学材料学院新能源材料与器件系雷维新

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姓名:        雷维新
职称:        讲师
单位电话:       
电子信箱:        leiweixin13@163.com
办公室:        二教303办公室
个人主页:       
http://daoshi.xtu.edu.cn/index.php?id=1849
研究方向
高容量锂离子电池电极材料；
电沉积制备金属基薄膜材料；
锂离子电池外壳材料。
科研项目
锂离子电池锡铜合金负极的快速制备工艺研究(编号：CX2011B250) ，湖南省研究生科研创新项目，2.0万元，2011-2012年。
科研成果
获得的专利：
[1] 潘勇，雷维新，杜超，一种用于锂离子电池的锡铜合金负极材料及其制备方法，专利号：ZL201010526606.0
[2] 潘勇，周益春，雷维新，一种CNTs-Sn-M合金负极材料及其制备方法，专利号：ZL201210562180.3
[3] 潘勇，周益春，雷维新，一种三维网状的锡铜镍-CNTs合金负极及其制备方法，专利号：ZL201210562202.6
[4] 潘勇，周益春，雷维新，一种碳-Cu6Sn5合金负极材料的制备方法，专利号：ZL201210562912.9
[5] 潘勇，周益春，雷维新，一种碳纳米管增强的锡镍合金及其制备方法，专利号：ZL201210562912.6
[6] 潘勇，周益春，雷维新，一种碳纳米管增强的锡铜镍合金负极及其制备方法，专利号：ZL201210562176.7  
发表的学术论文：
[1] W. X. Lei, Y. Pan, Y. C. Zhou, W. Zhou, M. L. Peng，Z. S. Ma, CNTs–Cu composite layer enhanced Sn–Cu alloy as high performance anode materials for lithium-ion batteries, RSC Advances, 4 (2014) 3233-3237. (SCI)
[2] W. X. Lei, Y. C. Zhou, Y. Q. Gong, Y. Pan, Dongfeng. Xue, J. J. Cheng, F. W. Cao, and Z. S. Ma, Electrochemical properties of Cu6Sn5 anode by quick annealing of Sn/Cu multilayer film for lithium-ion batteries, Journal of Nanoengineering and Nanomanufacturing, 3 (2013) 1-4. (SCI)

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近日，我院雷维新教授团队在材料科学与工程领域国际著名期刊Acta Materialia上发表题为“硫锂电池高导电率稳定宿主中Fe3C量子点、N掺杂碳和硒的协同效应”(Synergistic effect of Fe3C quantumdots, N-doped carbon and selenium on high conductive stable host for lithium sulfur batteries)的研究论文。我院硕士研究生许旭明为文章第一作者，雷维新教授为论文通讯作者，我校为论文的第一单位。
        作为下一代储能系统的候选者之一的锂硫电池，由于多硫化物穿梭效应的存在，使其的库仑效率低和容量快速衰退。制备对多硫化物具有良好吸附能力的宿主，被认为是缓解多硫化物穿梭效应的有效措施。宿主对多硫化物的吸附形式存在化学吸附和物理吸附两种。然而，大部分研究工作都只主要针对单一的物理吸附或化学吸附，未能实现两者之间的有效协同作用。雷维新教授团队通过控制简单的一步化学活化法，以大蒜为前驱体制备了高分散Fe3C量子点复合高孔隙率生物碳复合材料作为硫宿主。进一步调节Fe3C含量和比表面积，探究Fe3C化学吸附和多孔碳物理吸附的协同效应。

        SEM和TEM测试显示，制备的材料呈三维多孔结构，且分布有约为1.6 nm的Fe3C 量子点。通过BET测试，发现Fe3C的增加会使得比表面积降低，这意味着复合材料的物理吸附能力随着Fe3C的增加而减弱。通过XPS表征吸附了多硫化物的复合材料，证实Fe3C对多硫化物具有化学吸附能力。Fe3C的增加会增强复合材料的化学吸附能力。多硫化物吸附实验及紫外-可见光光谱表明，GC/(Fe3C)2.7具有优异的多硫化物吸附能力，说明复合材料对多硫化物的吸附效果不是只取决于单一的吸附，而是物理吸附和化学吸附协同作用的结果。
         此外，CV和EIS测试以及Li+扩散系数计算结果也表明，由于Fe3C的存在，GC/(Fe3C)2.7具优越的电催化能力。得益于物理吸附和化学吸附的协同作用，以及优越的电催化能力，使GC/(Fe3C)2.7表现出优异倍率性能。并在1 C和5 C的高电流密度下保持了稳定的循环性能。


         论文信息：Synergistic effect of Fe3C quantumdots, N-doped carbon and selenium on high conductive stable host for lithium sulfur batteries
Xuming Xu, Hongyan Chen, Hongda Duan, Wenying Yang, Xupeng Xu, Youlan Zou, Zengsheng Ma, Weixin Lei
        原文链接：https://doi.org/10.1016/j.actamat.2023.119309