国产三级精品三级在线观看,国产高清无码在线观看,中文字幕日本人妻久久久免费,亚洲精品午夜无码电影网

電池頂刊集錦:王儒濤、范修林、吳峰、鄭俊超、陳晨、邢偉、賀艷兵等成果!

1. ACS Nano:塊體復(fù)合鋰負(fù)極實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定全固態(tài)金屬鋰電池
電池頂刊集錦:王儒濤、范修林、吳峰、鄭俊超、陳晨、邢偉、賀艷兵等成果!
采用鋰金屬負(fù)極的全固態(tài)電池(ASSB)有望成為實(shí)現(xiàn)高能量密度的最有前途的儲(chǔ)能系統(tǒng)之一。然而,鋰金屬負(fù)極與固態(tài)電解質(zhì)(SSE)之間的界面不穩(wěn)定性限制了全固態(tài)電池的速率能力和循環(huán)穩(wěn)定性。
電池頂刊集錦:王儒濤、范修林、吳峰、鄭俊超、陳晨、邢偉、賀艷兵等成果!
在此,山東大學(xué)王儒濤團(tuán)隊(duì)通過(guò)在熔融鋰金屬中加入Ag2O,制備了一種由鋰銀合金和鋰氧化物組成的復(fù)合鋰負(fù)極(LAO)。鋰銀合金可作為導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò),確保 LAO 內(nèi)電子的快速傳輸,并增強(qiáng)鋰的體擴(kuò)散。SEI 層中的常見(jiàn)成分 Li2O 可以傳導(dǎo) Li+,以彌補(bǔ)高鋰離子含量時(shí) Li-Ag 合金擴(kuò)散速率的不足。此外,Li2O 的存在還能延緩鋰枝晶的生長(zhǎng),提高界面穩(wěn)定性。
弛豫時(shí)間分布(DRT)分析進(jìn)一步證明,LAO/Li6PS5Cl(LPSC)界面上的空洞形成和枝晶生長(zhǎng)可以受到抑制。LAO 合金的臨界電流密度(CCD) 高達(dá)1.5 mA cm-2,比純鋰高出近四倍。此外,在對(duì)稱Li/LPSC/鋰電池中,LAO 在 1 mA cm-2 的條件下可穩(wěn)定循環(huán) 1000 小時(shí)以上,采用 LAO 負(fù)極的 ASSB 可在 5 C 溫度下工作 4000 次以上而不會(huì)發(fā)生短路。
電池頂刊集錦:王儒濤、范修林、吳峰、鄭俊超、陳晨、邢偉、賀艷兵等成果!
圖1. 制備及結(jié)構(gòu)表征
總之,該工作展示了一種簡(jiǎn)便且可擴(kuò)展的策略,即通過(guò)在熔融鋰金屬中添加Ag2O納米粉體來(lái)提高鋰從塊體向Li/SSE界面的擴(kuò)散速率。鋰銀合金和鋰氧化物的形成大大降低了界面阻力,并提高了鋰的傳輸動(dòng)力學(xué)。得益于復(fù)合鋰負(fù)極表面和主體鋰擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)的改善,對(duì)稱電池可在1 mA cm-2下循環(huán)1000小時(shí)以上,過(guò)電位低至40 mV,CCD大于1.5 mA cm-2。
DRT分析表明,與鋰金屬負(fù)極相比,即使在10 mA cm-2的條件下,Li+/Li原子也能通過(guò)部分脫鈦的鋰銀合金和Li2O從LAO電極的主體轉(zhuǎn)移到電解質(zhì)表面,從而穩(wěn)定Li/SSE界面。LAO||LCO ASSB在0.2 C時(shí)的比容量為117.5 mAh g-1,在5 C以上具有高倍率能力,長(zhǎng)期穩(wěn)定循環(huán)次數(shù)超過(guò)4000?次,容量保持值為89.7%??傊摴ぷ髟阡嚱饘匐姌O內(nèi)部構(gòu)建離子傳輸通道是提高ASSB倍率能力和循環(huán)穩(wěn)定性的一種潛在而有效的解決方案。
電池頂刊集錦:王儒濤、范修林、吳峰、鄭俊超、陳晨、邢偉、賀艷兵等成果!
圖2. 電池性能
Robust All-Solid-State Lithium Metal Batteries Enabled by a Composite Lithium Anode with Improved Bulk Li Diffusion Kinetics Properties,ACS Nano 2023 DOI: 10.1021/acsnano.3c09853

2. Energy & Environmental Science:調(diào)節(jié)配位結(jié)構(gòu)再生碳酸丙烯酯基電解質(zhì)實(shí)現(xiàn)寬溫鉀離子電池

電池頂刊集錦:王儒濤、范修林、吳峰、鄭俊超、陳晨、邢偉、賀艷兵等成果!
鉀離子電池(PIBs)在極端溫度下經(jīng)歷了受限的去溶劑化過(guò)程、不穩(wěn)定的界面和嚴(yán)重的容量退化,這阻礙了其作為鋰離子電池替代技術(shù)的應(yīng)用。
電池頂刊集錦:王儒濤、范修林、吳峰、鄭俊超、陳晨、邢偉、賀艷兵等成果!
在此,浙江大學(xué)范修林團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種僅由熱穩(wěn)定性 PC 和雙氟磺?;0封洠↘FSI)配制的 PC 基電解質(zhì),用于生產(chǎn)具有全氣候適應(yīng)性的可持續(xù) PIB。通過(guò)調(diào)節(jié)離子溶劑配位結(jié)構(gòu)制備的高濃度電解質(zhì)可有效緩解低溫充放電動(dòng)力學(xué)緩慢和高溫界面穩(wěn)定性不足的難題。研究發(fā)現(xiàn),高濃度電解液削弱了 PC 與 K+ 之間的親和力,形成了更有利的接觸離子對(duì)(CIP)和聚合體(AGG)溶劑化結(jié)構(gòu),促進(jìn)了石墨表面的去溶劑化,形成了穩(wěn)健的陰離子衍生富 KF 界面,從而提高了石墨負(fù)極的電化學(xué)穩(wěn)定性。
此外,在與K-FeHCFe正極一起使用時(shí),基于 PC 的電解質(zhì)表現(xiàn)出更強(qiáng)的電化學(xué)性能。因此,使用 4.0 M PC-KFSI 的石墨||K 半電池在 0 ℃ 溫度下 6 個(gè)月以上無(wú)衰減,可提供 ~220 mAh g-1 的高可逆容量,即使在升溫至 60 ℃ 時(shí)也能保持穩(wěn)定循環(huán)。此外,采用這種設(shè)計(jì)的電解質(zhì)的石墨||K FeHCFe 全電池顯示出卓越的長(zhǎng)期循環(huán)穩(wěn)定性(高達(dá) 1000 次循環(huán))和可變溫度可逆性(-20 至 60 ℃)。
電池頂刊集錦:王儒濤、范修林、吳峰、鄭俊超、陳晨、邢偉、賀艷兵等成果!
圖1. 基于PC的電解質(zhì)的動(dòng)力學(xué)行為
總之,該工作通過(guò)調(diào)節(jié)離子溶解配位結(jié)構(gòu),使基于 PC 的電解質(zhì)在全氣候 PIB 中仍保持優(yōu)異性能。作者以 PC 溶劑和高離子電導(dǎo)率的 KFSI 鹽為基礎(chǔ),獲得了富含 AGG 和 CIP 溶劑化結(jié)構(gòu)的高濃度電解質(zhì)。合理設(shè)計(jì)的 4.0 M PC-KFSI 電解質(zhì)可在石墨負(fù)極上形成高熱穩(wěn)定的陰離子衍生富 KF 相,并實(shí)現(xiàn)低去溶劑化屏障,從而在極端環(huán)境下實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的K嵌入/脫出行為。
具體而言,石墨負(fù)極的可逆容量大于 220 mAh g-1,在 0℃下 200 天后容量保持率為 96.6%,在 25℃下 400 個(gè)循環(huán)后容量保持率為 93.6%,在 60℃下 500 個(gè)循環(huán)后容量保持率為 99.0%。值得注意的是,高濃度 4.0 M PC-KFSI 電解液還被證明能使石墨||K-FeHCFe 全電池在 -20 至 60 ℃ 的寬溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)行達(dá) 1000 個(gè)循環(huán)。因此,該項(xiàng)工作提出了通過(guò)調(diào)節(jié)離子溶劑配位結(jié)構(gòu)來(lái)配制適應(yīng)各種氣候條件的電解液,為在極端溫度下運(yùn)行的電池系統(tǒng)開(kāi)辟了新的途徑。
電池頂刊集錦:王儒濤、范修林、吳峰、鄭俊超、陳晨、邢偉、賀艷兵等成果!
圖2. 電池性能
Rejuvenating Propylene Carbonate-based Electrolytes by Regulating the Coordinated Structure toward All-Climate Potassium-Ion Batteries,Energy & Environmental Science 2023 DOI: 10.1039/d3ee03340f

3. Nano Letters:以中間層為L(zhǎng)i儲(chǔ)層的超穩(wěn)定金屬負(fù)極/Li6PS5Cl界面

電池頂刊集錦:王儒濤、范修林、吳峰、鄭俊超、陳晨、邢偉、賀艷兵等成果!
全固態(tài)硫化物基鋰金屬電池是儲(chǔ)能系統(tǒng)中有前途的候選者。然而,與不期望的反應(yīng)和負(fù)極界面處的接觸失效相關(guān)問(wèn)題阻礙了它們的商業(yè)化。
電池頂刊集錦:王儒濤、范修林、吳峰、鄭俊超、陳晨、邢偉、賀艷兵等成果!
在此,北京理工大學(xué)吳鋒、穆道斌等人通過(guò)一種可行的預(yù)鋰化途徑,銦箔被賦予了一層成型的中間膜,其表面膜富含LiF和鋰銦合金。中間層的鋰化合金可作為鋰儲(chǔ)層調(diào)節(jié) Li+ 通量和電荷分布,有利于鋰的均勻沉積。同時(shí),它還能抑制 Li6PS5Cl 電解質(zhì)的還原分解,保持足夠的固-固接觸。原位阻抗圖譜顯示,界面實(shí)現(xiàn)了恒定的界面阻抗和快速的電荷轉(zhuǎn)移。
此外,該負(fù)極還能在 2.55 mA cm-2 的條件下進(jìn)行鋰剝離/沉積,持續(xù)時(shí)間超過(guò) 2000 小時(shí),采用鈷酸鋰正極和預(yù)銦負(fù)極的全固態(tài)電池可在 0.5 C條件下工作 700 多個(gè)循環(huán),容量保持率達(dá) 96.15%。
電池頂刊集錦:王儒濤、范修林、吳峰、鄭俊超、陳晨、邢偉、賀艷兵等成果!
圖1. 界面結(jié)構(gòu)表征
總之,該工作通過(guò)銦的預(yù)鋰化,在其表面生成了一個(gè)多功能中間層膜,從而使負(fù)極與 LPSCl 實(shí)現(xiàn)了理想的界面相容性。作為鋰儲(chǔ)層,Pre In 內(nèi)的中間層和 In 主層能夠調(diào)節(jié)Li+通量和電荷分布,抑制枝晶生長(zhǎng)。界面具有富含 LiF 和合金的表層,可保護(hù) LPSCl SE 免受副反應(yīng)影響,并保持緊密的界面接觸。
結(jié)合 DRT 技術(shù)的原位阻抗圖譜顯示,這種多功能界面有利于恒定的界面電阻和快速電荷轉(zhuǎn)移。因此,在 2.55 mA cm-2的高電流密度下,Pre In 對(duì)稱電池在 2000 小時(shí)的鋰剝離/沉積過(guò)程中沒(méi)有發(fā)生短路,這表明 Pre In 負(fù)極和 LPSCl 之間具有出色的電化學(xué)穩(wěn)定性。在全固態(tài)電池中,定制的 Pre In 可使鈷酸鋰正極以 0.5 C 的速率工作,并在 700 次循環(huán)中保持 96.15% 的出色容量。
電池頂刊集錦:王儒濤、范修林、吳峰、鄭俊超、陳晨、邢偉、賀艷兵等成果!
圖2. 全電池性能
Toward Ultrastable Metal Anode/Li6PS5Cl Interface via an Interlayer as Li Reservoir,Nano Letters 2023 DOI: 10.1021/acs.nanolett.3c03047

4. Advanced Energy Materials:雙金屬M(fèi)OF改性隔膜實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)循環(huán)壽命鋰-硫電池

電池頂刊集錦:王儒濤、范修林、吳峰、鄭俊超、陳晨、邢偉、賀艷兵等成果!
嚴(yán)重的多硫化物溶解和穿梭是困擾鋰硫(Li-S)電池長(zhǎng)循環(huán)壽命和容量保持的主要挑戰(zhàn)。
電池頂刊集錦:王儒濤、范修林、吳峰、鄭俊超、陳晨、邢偉、賀艷兵等成果!
在此,挪威科技大學(xué)鄧立元,Rameez Razaq等人設(shè)計(jì)了高效隔膜,并用雙功能雙金屬金屬有機(jī)框架(MOF)對(duì)其進(jìn)行改性。通過(guò)引入摻雜金屬位點(diǎn)(鐵),在 35 °C 的水中合成了具有納米結(jié)構(gòu)孔隙的花形雙金屬 MOF(即 Fe-ZIF-8),然后將其涂覆在聚丙烯(PP)隔膜上,以提供選擇性通道,從而有效抑制多硫化鋰的遷移,同時(shí)允許鋰離子的均勻傳輸。Fe-ZIF-8 的活性位點(diǎn)可實(shí)現(xiàn)電催化轉(zhuǎn)化,促進(jìn)多硫化鋰的轉(zhuǎn)化。
此外,由于孔隙大小均勻,所開(kāi)發(fā)的隔膜可以防止枝晶的形成,從而實(shí)現(xiàn)均勻的鋰離子傳輸和沉積。使用含 S 負(fù)載碳正極的 Fe-ZIF-8/PP紐扣電池顯示出 1000 次的高循環(huán)壽命,在 0.5 °C的初始放電容量高達(dá) 863 mAh g-1,在 3 °C的高倍率下的放電容量為 746 mAh g-1。
電池頂刊集錦:王儒濤、范修林、吳峰、鄭俊超、陳晨、邢偉、賀艷兵等成果!
圖1. 改性隔膜的制備及結(jié)構(gòu)表征
總之,該工作開(kāi)發(fā)了一種新型、經(jīng)濟(jì)高效的三維雙金屬 Fe-ZIF-8 改性隔膜, Fe-ZIF-8/PP 隔膜即使在高硫負(fù)荷和貧電解質(zhì)的條件下也能產(chǎn)生理想的硫電化學(xué)效果。同時(shí),采用 Fe-ZIF-8/PP 隔離層的鋰離子對(duì)稱電池在高達(dá) 10 mA cm-2 的電流密度下表現(xiàn)出了出色的循環(huán)性能。
結(jié)果顯示, Fe-ZIF-8/PP 隔膜獨(dú)特的篩分能力以及可溶性多硫化物的阻斷和催化轉(zhuǎn)化的協(xié)同效應(yīng),從而防止了可充電鋰-S 電池中的穿梭現(xiàn)象,同時(shí)允許鋰離子自由、均勻地傳輸。因此,該工作揭示了基于 3-D 雙金屬 MOF 材料作為改性隔膜用于其他金屬硫電池應(yīng)用的發(fā)展方向。
電池頂刊集錦:王儒濤、范修林、吳峰、鄭俊超、陳晨、邢偉、賀艷兵等成果!
圖2. 電池性能
Synergistic Effect of Bimetallic MOF Modified Separator for Long Cycle Life Lithium-Sulfur Batteries, Advanced Energy Materials 2023 DOI: 10.1002/aenm.202302897

5. Advanced Functional Materials:固體酸改性實(shí)現(xiàn)高穩(wěn)定富鋰錳基層狀正極

電池頂刊集錦:王儒濤、范修林、吳峰、鄭俊超、陳晨、邢偉、賀艷兵等成果!
陰離子氧化還原活性會(huì)引發(fā)富鋰錳基正極結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。晶格氧活性可以通過(guò)液體酸誘導(dǎo)的尖晶石相和氧空位來(lái)調(diào)節(jié)。然而,液體酸改性的表面仍然受到電解質(zhì)的侵蝕。此外,尖晶石相抑制晶格氧活性的潛在機(jī)制存在爭(zhēng)議。
電池頂刊集錦:王儒濤、范修林、吳峰、鄭俊超、陳晨、邢偉、賀艷兵等成果!
在此,中南大學(xué)鄭俊超,張霞輝,Tang Linbo等人提出了一種固體酸修飾策略,并詳細(xì)研究了其潛在機(jī)制。獨(dú)特的固體酸可以原位生成界面保護(hù)層。理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)表征表明,尖晶石相通過(guò)降低O 2p 非鍵能級(jí)和富集層狀/尖晶石相界面處的電子來(lái)抑制晶格氧的不可逆損失。表面的惰性層可防止高活性的 On? 受到電解質(zhì)的攻擊。
該材料表現(xiàn)出顯著減少的不可逆晶格氧釋放和改善的電化學(xué)性能。300次循環(huán)后,實(shí)現(xiàn)了每循環(huán)0.177 mAh g?1的緩慢容量衰減和抑制的電壓衰減。
電池頂刊集錦:王儒濤、范修林、吳峰、鄭俊超、陳晨、邢偉、賀艷兵等成果!
圖1. 結(jié)構(gòu)表征
總之,該工作展示了一種通用的固體酸誘導(dǎo)界面設(shè)計(jì)策略,用于溫和、可控地調(diào)節(jié) LR 正極材料的陰離子活性。ZHP 改性后,界面上的低 O2p 非鍵能級(jí)和電子富集減輕了晶格氧的不可逆釋放。最外層的磷酸鋯惰性層阻礙了高活性 On- 物種被電解液腐蝕,大大提高了表面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。因此,S-LR 具有更高的氧化還原可逆性和高度穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。
此外,S-LR 還具有更高的導(dǎo)電性和更低的電荷轉(zhuǎn)移電阻。因此,與裸 LR 正極(83.12% 和 133 mAh g-1)相比,S-LR 正極的初始庫(kù)侖效率高達(dá) 88.40%,在 2.0-4.8 V 和 5 C 條件下的容量高達(dá) 188.2 mAh g-1。因此,該策略可用于改性其他表面不穩(wěn)定的正極材料,以制造下一代堿性離子電池。
電池頂刊集錦:王儒濤、范修林、吳峰、鄭俊超、陳晨、邢偉、賀艷兵等成果!
圖2. Mn L-edge、Ni L-edge 和 O K-edge 在不同電壓下的軟 X 射線譜
Regulation of Anion Redox Activity via Solid-Acid Modification for Highly Stable Li-Rich Mn-Based Layered Cathodes,Advanced Functional Materials 2023 DOI: 10.1002/adfm.202307583

6. Nano-Micro Letters:具有開(kāi)放式中空結(jié)構(gòu)的原子分散釕催化劑用于鋰-氧電池

電池頂刊集錦:王儒濤、范修林、吳峰、鄭俊超、陳晨、邢偉、賀艷兵等成果!
具有超高理論能量密度的鋰-氧電池被認(rèn)為是極具競(jìng)爭(zhēng)力的下一代儲(chǔ)能器件,但目前放電產(chǎn)物分解困難等問(wèn)題嚴(yán)重阻礙了其實(shí)際應(yīng)用。
電池頂刊集錦:王儒濤、范修林、吳峰、鄭俊超、陳晨、邢偉、賀艷兵等成果!
在此,清華大學(xué)陳晨,Zhang Yu等人開(kāi)發(fā)了N摻雜的碳錨定原子分散 Ru 位點(diǎn)的開(kāi)放式中空結(jié)構(gòu)正極催化劑(h-RuNC),用于鋰-氧電池。
一方面,大量原子分散的 Ru 位點(diǎn)能有效催化放電產(chǎn)物的形成和分解,從而大大提高氧化還原動(dòng)力學(xué)。另一方面,開(kāi)放式中空結(jié)構(gòu)不僅增強(qiáng)了原子分散 Ru 位點(diǎn)的質(zhì)量活性,還提高了催化分子的擴(kuò)散效率。因此,原子分散 Ru 位點(diǎn)的優(yōu)異活性和開(kāi)放式中空結(jié)構(gòu)的增強(qiáng)擴(kuò)散分別改善了氧化還原動(dòng)力學(xué)和循環(huán)穩(wěn)定性,最終實(shí)現(xiàn)了高性能鋰-氧電池。
電池頂刊集錦:王儒濤、范修林、吳峰、鄭俊超、陳晨、邢偉、賀艷兵等成果!
圖1. 電池性能
總之,該工作通過(guò)刻蝕策略獲得了Ru原子分散的N摻雜碳材料,并將其用作具有開(kāi)放式中空結(jié)構(gòu)的正極催化劑。通過(guò)在N摻雜的碳上形成開(kāi)放的中空結(jié)構(gòu)并調(diào)節(jié)Ru的分散狀態(tài),h-RuNC在鋰-氧電池中表現(xiàn)出比Ru粒子(h-RuNPNC)和固體結(jié)構(gòu)(s-RuNC)更優(yōu)越的電化學(xué)性能,可穩(wěn)定循環(huán)近150次。
結(jié)果顯示,經(jīng)過(guò)刻蝕劑處理后,載體中的N類型具有調(diào)節(jié)作用,可以增加石墨N的比例,大量原子分散的Ru位點(diǎn)也有效提高了放電產(chǎn)物的形成和分解效率,電池的放電比容量可達(dá)1000 mAh g-1。得益于結(jié)構(gòu)和活性位點(diǎn)的雙重優(yōu)化,h-RuNC 在鋰-氧電池中具有優(yōu)異的性能,這為優(yōu)化高性能原子分散 M-N-C 催化劑在鋰-氧電池中的應(yīng)用提供了重要思路。
電池頂刊集錦:王儒濤、范修林、吳峰、鄭俊超、陳晨、邢偉、賀艷兵等成果!
圖2. 循環(huán)前后電極形貌
Atomically Dispersed Ruthenium Catalysts with Open Hollow Structure for Lithium–Oxygen Batteries,Nano-Micro Letters 2023 DOI: 10.1007/s40820-023-01240-0

7. ACS Energy Letters:碘化有機(jī)鹽正極實(shí)現(xiàn)高能量密度鉀有機(jī)電池

電池頂刊集錦:王儒濤、范修林、吳峰、鄭俊超、陳晨、邢偉、賀艷兵等成果!
具有結(jié)構(gòu)可調(diào)節(jié)性的有機(jī)氧化還原活性材料(REDOX-OAMs)在鉀有機(jī)電池中具有廣闊的應(yīng)用前景,但它們受到可逆容量低和反應(yīng)電位適中的限制。
電池頂刊集錦:王儒濤、范修林、吳峰、鄭俊超、陳晨、邢偉、賀艷兵等成果!
在此,中國(guó)石油大學(xué)邢偉,崔永朋等人設(shè)計(jì)了一種多功能 REDOX-OAM (EV-I2),由具有雙活性位點(diǎn)的雙吡啶 (EV2+) 和具有高工作電位的碘陰離子 (2I) 組成。在這種 EV-I2 結(jié)構(gòu)中,可以通過(guò)多重 REDOX 反應(yīng)機(jī)制實(shí)現(xiàn)雙離子 K+/FSI 儲(chǔ)存。
因此,K-EVI2 電池的能量密度(718.4 Wh kg-1)比 K-EV 電池(268.5 Wh kg-1)高出近三倍,可逆容量達(dá)到 308.0 mAh g-1,工作電壓接近 3.5 V。
電池頂刊集錦:王儒濤、范修林、吳峰、鄭俊超、陳晨、邢偉、賀艷兵等成果!
圖1. DFT計(jì)算
總之,該工作通過(guò)將I陰離子客體接枝到 EV2+ 主體上,制備出了 EV2+-2I 正極?;?I 陰離子通過(guò) I/I0 的轉(zhuǎn)化引發(fā)高反應(yīng)電勢(shì),結(jié)合 EV2+/EV0 的氧化還原反應(yīng),EVI2 正極通過(guò)四電子轉(zhuǎn)移過(guò)程與 FSI 和 K+雙離子存儲(chǔ)表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)性能。
此外,主-客鹽化機(jī)制可抑制 REDOX-OAMs 的溶解,從而優(yōu)化循環(huán)穩(wěn)定性,接枝的 I 陰離子可促進(jìn) EV2+/EV0 的反應(yīng)動(dòng)力學(xué),得到的 K-EVI2 電池可提供 308.0 mAh g-1 的高容量和 718.4 Wh kg-1 的能量密度。因此,該工作設(shè)計(jì)的多功能 REDOX-OAMs 接枝化學(xué)策略為構(gòu)建高性能鉀有機(jī)電池提供了啟示。
電池頂刊集錦:王儒濤、范修林、吳峰、鄭俊超、陳晨、邢偉、賀艷兵等成果!
圖2. 電池性能
Multiple Working Mechanisms Enabled by an Iodized Organic Salt Cathode for High Energy Density Potassium–Organic Batteries,ACS Energy Letters 2023 DOI: 10.1021/acsenergylett.3c01990

8. Energy & Environmental Science:高負(fù)載PVDF基固態(tài)電池

電池頂刊集錦:王儒濤、范修林、吳峰、鄭俊超、陳晨、邢偉、賀艷兵等成果!
固態(tài)鋰金屬電池(SSLMB),即鋰(Li)金屬正極和高電壓負(fù)極(即 LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2,NCM811),被認(rèn)為是提高二次電池安全性和能量密度的一種有前途的組。具體而言,固態(tài)聚合物電解質(zhì)(SPEs)具有良好的可塑性、柔韌性和可擴(kuò)展性,與商用鋰離子電池制造工藝兼容,是鋰金屬電池中最有前景的固態(tài)電解質(zhì)(SSEs)。
電池頂刊集錦:王儒濤、范修林、吳峰、鄭俊超、陳晨、邢偉、賀艷兵等成果!
在此,清華大學(xué)深研院康飛宇,賀艷兵等人發(fā)現(xiàn) PVDF 電解質(zhì)中的[Li(DMF)x]+ 可以自發(fā)擴(kuò)散到正極中,成為傳輸 Li+ 的中間介質(zhì),但擴(kuò)散深度有限,只能在低質(zhì)量負(fù)載的正極上構(gòu)建連續(xù)的 Li+ 傳輸網(wǎng)絡(luò)。此外,DMF 在高壓正極的去溶劑化過(guò)程中很容易被副反應(yīng)消耗掉,這不僅阻礙了 Li+ 的傳輸路徑,還嚴(yán)重破壞了正極材料的結(jié)構(gòu)。
為此,作者設(shè)計(jì)了碳包覆Li1.4Al0.4Ti1.6(PO4)3 納米線(C@LATP NW)作為填料,以在更高負(fù)載的正極中構(gòu)建高效穩(wěn)定的 Li+ 傳輸網(wǎng)絡(luò)。C@LATPNW 中的 LATP 體相可提供高效穩(wěn)定的固體Li+ 傳輸路徑。此外,C@LATP NW 對(duì)DMF 具有很高的吸附性,這促進(jìn)了[Li(DMF)x]+在正極內(nèi)沿C@LATP NW 以更高的負(fù)載均勻擴(kuò)散。
此外,C@LATP NW 還能錨定[Li(DMF)x]+,阻止其向活性材料顆粒表面擴(kuò)散,顯著提高其穩(wěn)定性。因此,含有 3 wt% C@LATP NW 的基于 NCM811/PVDF 的固態(tài)電解質(zhì)/鋰電池可在3 C 下穩(wěn)定循環(huán)1200 次,即使正極質(zhì)量負(fù)載增加到15 mg cm-2,也能顯示出優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性和速率性能。
電池頂刊集錦:王儒濤、范修林、吳峰、鄭俊超、陳晨、邢偉、賀艷兵等成果!
圖1. 結(jié)構(gòu)表征
總之,該工作由DMF和Li+形成的[Li(DMF)x]+溶劑化結(jié)構(gòu)會(huì)自發(fā)擴(kuò)散到正極中,并成為L(zhǎng)i+的運(yùn)輸介質(zhì)。由于[Li(DMF)x]+在正極中的擴(kuò)散深度有限且不穩(wěn)定,因此無(wú)法在高負(fù)載的情況下在正極中建立穩(wěn)定的Li+傳輸網(wǎng)絡(luò)。
作者通過(guò)C@LATP NW構(gòu)建了一種具有高效Li+傳輸網(wǎng)絡(luò)的復(fù)合正極。正極中均勻分布的C@LATP NW對(duì)DMF有很強(qiáng)的吸附作用,大大促進(jìn)了DMF在正極中的均勻擴(kuò)散和穩(wěn)定性。復(fù)合正極中的C@LATP NW大大提高了充放電反應(yīng)的利用率和正極材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,使用C@LATP NW的固態(tài)PCL NCM811/PVDF-LLZTO/Li電池在3 C下可穩(wěn)定運(yùn)行1200次,而高NCM811負(fù)載(15 mg cm-2)固態(tài)電池的性能也得到了顯著提高。
因此,該研究揭示了基于PVDF的SSLMB正極中的Li+傳輸機(jī)制,并建立了一個(gè)高效的Li+傳輸網(wǎng)絡(luò),可充分利用厚正極中的活性材料制造高能量密度SSLMB。
電池頂刊集錦:王儒濤、范修林、吳峰、鄭俊超、陳晨、邢偉、賀艷兵等成果!
圖2. 電池性能
Achieving a High Loading of cathode in PVDF-based Solid-State Battery,Energy & Environmental Science 2023 DOI: 10.1039/d3ee03108j

原創(chuàng)文章,作者:科研小搬磚,如若轉(zhuǎn)載,請(qǐng)注明來(lái)源華算科技,注明出處:http://www.xiubac.cn/index.php/2023/12/09/3649bcef93/

(0)

相關(guān)推薦

同心县| 连平县| 昔阳县| 克拉玛依市| 隆子县| 铁力市| SHOW| 定安县| 蚌埠市| 新兴县| 湘潭市| 丹巴县| 河东区| 阳高县| 勐海县| 云龙县| 香格里拉县| 略阳县| 开封县| 双鸭山市| 会同县| 武平县| 友谊县| 尼勒克县| 揭西县| 阿坝| 民丰县| 镇赉县| 万州区| 呼伦贝尔市| 邯郸市| 凤城市| 阿克苏市| 卢湾区| 玉田县| 皋兰县| 阳春市| 麦盖提县| 射洪县| 连云港市| 微山县|