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?馮新亮/于明浩/董人豪Nature子刊：用于耐用陰離子插層電池化學(xué)的超薄正電電極皮

石墨的陰離子插層化學(xué)有可能構(gòu)建出有希望實現(xiàn)能源和動力突破的電池。

在此，德累斯頓工業(yè)大學(xué)馮新亮、于明浩&山東大學(xué)董人豪等人使用超薄、帶正電的二維聚（吡啶鹽）膜（C2DP）作為石墨電極的表皮，以克服關(guān)鍵的耐久性問題。

大面積的C2DP實現(xiàn)了石墨電極上的保形涂層，極大地減輕了電解質(zhì)的影響。同時，具有超薄厚度和陽離子骨架的致密面朝上的單晶使C2DP具有高陰離子傳輸能力和選擇性。

圖1. 速率能力和PF6-擴散性

研究表明，C2DP的離子調(diào)節(jié)能力帶來了三個方面的好處。首先，C2DP帶正電的骨架使陰離子能快速通過電極-電解質(zhì)界面（PF6-擴散率：~10^-7 cm₂ s^-1），從而使C2DP-G電極具有不下降的容量和陰離子插層動力學(xué)；其次，絕緣的C2DP物理上隔離了到達電極的電解質(zhì)（特別是溶劑分子），這有效地緩解了電解質(zhì)的分解，提高了陰離子插層石墨化學(xué)的庫倫效率；最后，C2DP的高陰離子傳輸選擇性抑制了溶劑在石墨晶格中的共滲，保護了石墨電極免受與石墨結(jié)構(gòu)塌陷有關(guān)的快速容量下降的影響。

構(gòu)建的C2DP-G電極對于不同的陰離子插層化學(xué)成分（如PF6-、FSI-和TFSI-）表現(xiàn)出優(yōu)異的耐久性，在1000次循環(huán)中穩(wěn)定運行，容量保持率大于85%，庫侖效率大于99%。因此，所展示的人工電極皮膚有可能擴展到其他依靠陰離子化學(xué)的新興有機/無機化合物上，從而進一步推動電池設(shè)備的前沿發(fā)展。

圖2. 對其他陰離子插層化學(xué)的評價

Ultrathin positively charged electrode skin for durable anion-intercalation battery chemistries, Nature Communications 2023 DOI: 10.1038/s41467-023-36384-5

原創(chuàng)文章，作者：科研小搬磚，如若轉(zhuǎn)載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.xiubac.cn/index.php/2023/10/09/0b2f546e91/

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