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?復(fù)旦余學(xué)斌ACS Nano：用于無枝晶柔性鋁有機(jī)電池的MXene基混合導(dǎo)體界面

鋁電池因其低成本和高理論容量而成為大規(guī)模儲能應(yīng)用有前景的電池技術(shù)。然而，阻礙其發(fā)展的挑戰(zhàn)之一是鋁金屬負(fù)極的電鍍/剝離效果不理想。

在此，復(fù)旦大學(xué)余學(xué)斌團(tuán)隊在室溫下通過原位化學(xué)反應(yīng)在鋁表面構(gòu)建了一層超薄的MXene膜。制備的柔性MXene膜具有高離子導(dǎo)電性和高機(jī)械柔韌性。在鋁/鋁電池 50 mA cm^-2 的超高電流密度下，MXene 賦予鋁負(fù)極超過 5000 小時的長循環(huán)壽命；在 355 Wh kg^-1PTO//Al 電池中，MXene 可在 200 次循環(huán)中保持 100% 的壽命。

圖1. DFT計算

總之，該工作介紹了一種新興的原位 MXene 薄膜概念，通過簡單的自發(fā)反應(yīng)保護(hù)鋁金屬負(fù)極。即使在 50 mA cm-2 的高電流密度下也能防止枝晶的形成，從而使柔性 PTO//Al 全電池的能量密度高達(dá) 355 Wh kg^-1，使用壽命長達(dá) 200 個循環(huán)。

優(yōu)異的電化學(xué)性能源于 MXene 薄膜的高離子傳導(dǎo)性和出色的機(jī)械柔韌性，這確保了鋁金屬負(fù)極的穩(wěn)定和高效運(yùn)行。這種在鋁金屬負(fù)極上設(shè)計保護(hù)層的創(chuàng)新方法為開發(fā)安全、高能量的鋁金屬儲能系統(tǒng)提供了一種前景廣闊的解決方案。

圖2. 電池性能

MXene-Based Mixed Conductor Interphase for Dendrite-Free Flexible Al Organic Battery, ACS Nano 2023 DOI: 10.1021/acsnano.3c07611

原創(chuàng)文章，作者：wdl，如若轉(zhuǎn)載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.xiubac.cn/index.php/2024/01/10/dd6b1411fe/

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