2024年9月，电化学领域期刊Journal of Energy Storage在线发表了课题组关于铅炭复合材料键演化规律的研究成果（Zhaoyang Li1, Yuchen Hu1, Sha Liang*, Jiakuan Yang*, Guang Hu, Shifa Zhou, Jingping Hu, R. Vasant Kumar d. Bonding evolution in PbO@C composites for lead-carbon battery: Implications for HRPSoC performance. Journal of Energy Storage, 2024, 100: 113667）。该论文以华中科技大学环境科学与工程学院为第一完成单位，李朝阳博士生、胡雨辰博士为论文的共同第一作者，杨家宽教授、梁莎副教授为论文的共同通讯作者。《Journal of Energy Storage》为电化学领域的权威期刊。
由于铅与碳之间存在着巨大的密度差异，因此铅与碳材料之间的结合强度对铅炭电池至关重要。本文研究了负极活性材料(NAMs)中Pb和C键在电池固化、化成和充放电循环过程中的演变和转变。结果表明，PbO@C复合材料中的Pb-C键在固化和化成过程中发生了化学反应。此外，经过充放电循环后，碳材料的石墨化程度降低。与空白铅酸电池相比，PbO@C复合材料的初始容量和高倍率部分充电状态(HRPSoC)循环寿命显著提高。铅及其化合物转化后的Pb和C的原有位点在固化、化成和充放电循环中仍可作为NAMs反应的活性位点。同时，PbO@C中的多孔碳材料可以作为支撑骨架和三维电渗透泵，有利于电解质与负极活性物质的相互作用，从而提高了铅碳电池的性能。本研究为理解铅炭电池运行过程中铅碳结合机理提供了理论支持。
课题组长期致力于废铅膏回收制备铅炭复合材料及铅炭电池开发相关研究，近年承担了国家自然科学基金重点项目“钙钛矿太阳能电池短流程制备关键组分作用机制与全生命周期污染控制”（52330004）、国家自然科学基金面上项目“废铅酸电池短流程清洁再生中杂质分离机制及铅基钙钛矿制备研究”（51978301）、湖北省科技厅科技项目“废弃钙钛矿光伏组件高效拆解回收及高值化利用关键技术研究”，将针对废铅资源回收和铅基高性能产品开发开展深入研究。
全文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352152X24032535?dgcid=coauthor#f0020
