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

1. 四單位聯(lián)合AFM：通用的石墨烯-硒化物異質(zhì)結(jié)構(gòu)設(shè)計助力實用鋰硫電池！

電池日報，8篇頂刊！郭玉國、麥立強、潘鋒、鄭子劍、孫靖宇、吳浩斌、襲鍇、張千玉等成果！

鋰硫（Li-S）電池的實際應(yīng)用受到了臭名昭著的多硫化物穿梭和緩慢的硫轉(zhuǎn)化動力學(xué)的阻礙。盡管隔膜的功能修飾已被提出為優(yōu)化Li-S電池氧化還原反應(yīng)的有效策略，但過量的材料用量和無效的結(jié)構(gòu)設(shè)計仍然導(dǎo)致電催化劑利用率低下。

蘇州大學(xué)孫靖宇、青島科技大學(xué)慈海娜、西南科技大學(xué)宋英澤、河北科技大學(xué)孫英杰等采用連續(xù)低溫化學(xué)氣相沉積方式，在商用玻璃纖維（GF）隔膜上可控地生長通用石墨烯金屬硒化物異質(zhì)結(jié)構(gòu)（Gr-MxSey，M=Mo，W，Mn，Cu和Zn），以構(gòu)建Li-S電池的功能隔膜。

圖1 材料制備

值得注意的是，獲得的石墨烯呈現(xiàn)出均勻的3D網(wǎng)絡(luò)，這有利于MxSey納米顆粒的形成，以表現(xiàn)出高的電催化活性。同時，由于交織的纖維結(jié)構(gòu)，GF隔膜還起到3D基底的作用。因此MxSey-Gr@GF隔膜與聚丙烯隔膜改性有很大不同。此外，Gr-MxSey異質(zhì)結(jié)構(gòu)協(xié)同吸附性的MxSey和導(dǎo)電Gr，可提高Li–S化學(xué)的電催化活性。

圖2 設(shè)計隔膜對穿梭效應(yīng)的抑制

因此，這種精心設(shè)計的隔膜提高了Li–S電池的電化學(xué)性能，結(jié)果采用Gr-MoSe₂@GF隔膜的電池在0.2C下顯示出1194.9 mAh g^?1的顯著初始容量，并且經(jīng)過100次循環(huán)后幾乎沒有容量衰減。Gr-MoSe₂@GF隔膜顯示的優(yōu)異循環(huán)性能意味著GF隔膜設(shè)計對于商業(yè)可行應(yīng)用的合理性。此外，基于這種新型隔膜的柔性Li-S軟包電池也提供了良好的性能（在100次循環(huán)中每循環(huán)的容量衰減為0.25%）。

圖3 Li-S電池性能

A Universal Graphene-Selenide Heterostructured Reservoir with Elevated Polysulfide Evolution Efficiency for Pragmatic Lithium–Sulfur Battery. Advanced Functional Materials 2022. DOI: 10.1002/adfm.202211978

2. 吳浩斌/劉倩倩AFM：新型阻燃稀釋劑！同時實現(xiàn)鋰金屬電池安全和穩(wěn)定性！

高壓鋰金屬電池（LMB）的發(fā)展受到同時與高壓正極和鋰負極兼容的合適電解液的阻礙。

浙江大學(xué)吳浩斌、河北工業(yè)大學(xué)劉倩倩等開發(fā)了一種以乙氧基（五氟）環(huán)三磷腈（PFPN）為不可燃稀釋劑的新型局部高濃度電解液。

圖1 電解液表征和理論計算

PFPN是一種商業(yè)化阻燃添加劑，其高沸點為125℃，可確保電池安全，尤其是在高溫下。之前的研究顯示，PFPN可同時穩(wěn)定LMB中的高壓陰極和鋰負極。此外，PFPN最近被報道為一種穩(wěn)定的多功能稀釋劑。因此，作者設(shè)計了1.5 m LiFSI DME/PFPN（體積比1:2）的局部高濃度電解液。具體而言，PFPN加速了陰離子的完全還原，從而在鋰負極上形成穩(wěn)定的陰離子衍生界面層。同時，PFPN和陰離子共同參與了正極電解質(zhì)界面的形成，抑制了副反應(yīng)和高壓富鎳正極的結(jié)構(gòu)損傷。

圖2 半電池性能

因此，基于PFPN的電解液延長了基于高壓LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2（NCM622）和LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1（NCM811）正極的LMB的循環(huán)壽命。特別是，25μm厚的Li與N/P比為1.3（4.4V）的NCM622配對，在200次循環(huán)后表現(xiàn)出90%以上的優(yōu)異容量保持率。。此外，能量密度超過330Wh kg^-1的NCM622|Li軟包電池已被證明在100次循環(huán)中具有97%的出色容量保持率。這項工作突出了稀釋劑在調(diào)整電極/電解也界面中的重要作用，并為設(shè)計高壓LMB的高安全電解液提供了新的策略。

圖3 全電池性能

An Inorganic-Dominate Molecular Diluent Enables Safe Localized High Concentration Electrolyte for High-Voltage Lithium-Metal Batteries. Advanced Functional Materials 2022. DOI: 10.1002/adfm.202209725

3. 潘鋒/李舜寧等AFM：可量產(chǎn)纖維隔膜助力循環(huán)1年的超穩(wěn)定鋅負極!

水系鋅離子電池（AZB）由于其固有的安全性和低成本，是下一代能源存儲的一個有希望的候選者。然而，目前AZB受到鋅枝晶生長和不良副反應(yīng)的困擾，這導(dǎo)致循環(huán)穩(wěn)定性差和過早失效。

北京大學(xué)深圳研究生院潘鋒、李舜寧、Runzhi Qin等開發(fā)了一種基于聚丙烯腈/氧化石墨烯（PG）復(fù)合納米纖維的獨特隔膜，它含有豐富的親鋅官能團來調(diào)節(jié)Zn²⁺離子在隔膜中的遷移和分布，可抑制不可控的鋅生長。

圖1 材料制備及表征

研究顯示，PG隔膜具有許多獨特的優(yōu)點：1）PG隔膜可以通過分級3D親鋅框架吸收大量電解液；2）Zn²⁺的溶劑化結(jié)構(gòu)可以通過以下配位基團改變：-OH、-COOH以及-CN；3）鋅離子可通過跳躍穿過-CN官能團從而允許鋅離子沿著PG納米纖維快速傳輸。因此，PG隔膜能夠調(diào)節(jié)鋅離子的均勻平面沉積并抑制鋅的垂直枝晶生長。結(jié)果，在PG隔膜中，Zn²⁺的遷移數(shù)高達0.74，離子電導(dǎo)率高達7.69 mS cm^?1。

圖2 半電池性能

受益于上述優(yōu)勢，采用PG隔膜的Zn||Zn對稱電池實現(xiàn)了超過13000小時的超穩(wěn)定循環(huán)壽命（循環(huán)達1年），Zn||Cu半電池表現(xiàn)出99.82%的優(yōu)異庫侖效率。此外，基于PG隔膜的Zn||Zn_0.27V₂O₅全電池在2 A g^-1的高電流密度下循環(huán)2800次后仍能保持71.5%的初始容量。總體而言，這項工作為設(shè)計多功能隔膜以克服AZB中鋅金屬負極的限制提供了未來的研究方向。

圖3 全電池性能

Ultra-Stable Zn Anode Enabled by Fiber-Directed Ion Migration Using Mass-Producible Separator. Advanced Functional Materials 2022. DOI: 10.1002/adfm.202209301

4. 港理工鄭子劍AEM：裂紋控制漿料涂層策略實現(xiàn)560 Wh/kg鋰硫電池！

實現(xiàn)高性能的厚S正極是實現(xiàn)高能量密度的鋰硫（Li-S）電池的一個關(guān)鍵方式。然而，獲得具有高質(zhì)量負載的高性能S正極通常需要復(fù)雜和耗時的制備過程。另一方面，用高速漿料涂層方法制備的厚S正極由于不可預(yù)測的電極裂紋而顯示出較差的柔韌性、容量和循環(huán)壽命。

香港理工大學(xué)鄭子劍等開發(fā)了一種工業(yè)化速度控制的漿料涂層方法，在S正極上產(chǎn)生馬賽克式的裂紋，它一方面提供了垂直通道以促進電解液的快速擴散，另一方面提供了足夠的空間以適應(yīng)循環(huán)過程中的體積膨脹，從而提供應(yīng)變釋放結(jié)構(gòu)以實現(xiàn)高彈性。

圖1 S正極的裂紋控制漿料涂層

裂紋控制機制是基于導(dǎo)電織物的編織結(jié)構(gòu)上的表面張力差異。當液態(tài)漿料涂在上面時，由于較高的表面張力，它優(yōu)先釘在導(dǎo)電織物的緯紗和經(jīng)紗的突出交錯位置上。因此，在隨后的干燥過程中，相鄰的交錯位置之間會形成微裂縫，在漿料的適當粘度下，會產(chǎn)生跟隨織物模板的馬賽克狀裂縫結(jié)構(gòu)。這些預(yù)先形成的微裂縫提供了自由空間，以適應(yīng)活性材料的體積膨脹，有利于電解液的深度滲透和改善離子傳輸，并在彎曲過程中限定電極的穩(wěn)定斷裂模式。因此，在重復(fù)彎曲和電化學(xué)循環(huán)測試中，Mosaic-S擁有穩(wěn)定的電極形態(tài)、強粘附性、高倍率和長壽命。

圖2 Li-S電池的循環(huán)性能

結(jié)果，通過采用Mosaic-S，這項工作展示了一種高面積容量超過8.6 mAh cm^-2和高能量密度為560 Wh kg^-1（480 Wh L-1）的Li-S電池。此外，與柔性鋰金屬負極相結(jié)合，作者還展示了一個高度柔性的Li-S電池，它可以在任意方向上彎曲，并且在5毫米的小彎曲半徑下的7800次連續(xù)彎曲中顯示出可忽略的充放電電壓曲線變化。這項工作為在不久的將來實現(xiàn)高性能S正極的可擴展制備鋪平了道路。

圖3 柔性電池性能

Cracking-Controlled Slurry Coating of Mosaic Electrode for Flexible and High-Performance Lithium–Sulfur Battery. Advanced Energy Materials 2022. DOI: 10.1002/aenm.202203621

5. 麥立強/安琴友AFM：超穩(wěn)定儲鈉正極，循環(huán)達14000次！

Na₄Fe₃(PO₄)₂(P₂O₇)(NFPP)由于其低成本、無毒性和高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，被認為是一種有前景的鈉離子電池(SIB)的正極材料，但其電化學(xué)性能因電子傳導(dǎo)性差而受到限制。

武漢理工大學(xué)麥立強、安琴友等提出了鎂摻雜的NFPP/C復(fù)合材料作為SIB的正極材料。

圖1 材料表征

選擇Mg作為摻雜劑是因為它的高豐度、低摩爾質(zhì)量和與高自旋Fe²⁺（0.78 ?）相似的離子半徑（0.72 ?）。在這項工作中，與未摻雜的NFPP/C復(fù)合材料（NFPP-0）相比，5%的摻鎂NFPP/C復(fù)合材料（NFPP-Mg5%）顯示出高度增強的倍率性能（20 A g^-1時≈40 mAh g-1）和超長的循環(huán)壽命（5 A g^-1時14000次循環(huán)，容量保持率達80.8%）。

圖2 NFPP-Mg5%的電化學(xué)性能

此外，電化學(xué)動力學(xué)分析揭示了摻鎂的作用，原位X射線衍射（XRD）、原位X射線光電子能譜（XPS）和電化學(xué)分析研究了鈉儲存機制。結(jié)果證實NFPP-Mg5%的電化學(xué)動力學(xué)和插層贗電容的增強被證明是其倍率性能增強和超長循環(huán)壽命的根源。此外，基于NFPP-Mg5%的全SIB被組裝起來，并顯示出良好的電化學(xué)性能，這進一步證明了NFPP-Mg5%的應(yīng)用潛力。

圖3 儲鈉機制分析

Mg-Doped Na4Fe3(PO4)2(P2O7)/C Composite with Enhanced Intercalation Pseudocapacitance for Ultra-Stable and High-Rate Sodium-Ion Storage. Advanced Functional Materials 2022. DOI: 10.1002/adfm.202211257

6. 南大襲鍇等AFM：COF的原位變形拓撲結(jié)構(gòu)實現(xiàn)高性能鋰硫電池！

具有各種拓撲結(jié)構(gòu)的共價有機框架（COFs）通常是通過選擇和設(shè)計具有豐富形狀的連接單元來合成的。然而，這一過程是耗時和勞動密集型的。此外，COFs層的緊密堆積大大限制了其結(jié)構(gòu)優(yōu)勢。通過拓撲設(shè)計有效利用COFs的高孔隙率和活性位點是至關(guān)重要的。

南京大學(xué)襲鍇、Zhen Meng等首次提出在不替換單體的情況下，通過添加氧化石墨烯（GO）來誘導(dǎo)亞化學(xué)計量COFs的原位拓撲結(jié)構(gòu)變化。

圖1 COFs合成及其拓撲結(jié)構(gòu)變形的示意圖

使用氧化石墨烯（GO）作為誘導(dǎo)因素，可合成具有足夠暴露孔徑的D-[4+3]COFs。有趣且獨特的是，除了削弱分子間的堆積，GO還可以誘導(dǎo)COFs連接單元（D- [4+3] COFs1）和COFs納米片（D- [4+3] COFs2）的縱向延伸堆積方向的平面結(jié)合選擇變化，這產(chǎn)生了兩個優(yōu)點：1）拓撲變形通過增加孔徑大小和數(shù)量（D- [4+3] COFs1）或通過使通道更加規(guī)則（D- [4+3] COFs2）來豐富孔隙的可及性；2）作為生長基質(zhì)和連接單元，GO減輕了COFs的緊密堆積，使孔隙面積和極性基團的暴露最大化，縮短了傳質(zhì)距離。

圖2 動力學(xué)研究

作為概念驗證，D- [4+3] COFs被用作Li-S電池的硫正極載體，實現(xiàn)了高負載和多硫化物中間體的有效錨定，同時提高了氧化還原活性并縮短了Li⁺遷移路徑。因此，該電池在0.5C時可提供高達1057 mAhg^-1的初始容量，并且在500次循環(huán)后仍能保持85.15%以上的初始容量。據(jù)作者所知，這是第一個在不改變單體的情況下，通過添加二維誘導(dǎo)因素來改變拓撲結(jié)構(gòu)和增加功能的設(shè)計。

圖3 Li-S電池性能

In Situ Deformation Topology of COFs with Shortened Channels and High Redox Properties for Li–S Batteries. Advanced Functional Materials 2022. DOI: 10.1002/adfm.202211356

7. Adv. Sci.：通過控制鋰離子通量獲得高性能鋰金屬電池

鋰是滿足日益增長的能源需求的 “圣杯”。這是因為它具有高理論容量和低電位。盡管鋰被認為是一種潛在的負極材料，但樹枝狀的鋰生長和有限的電化學(xué)性能仍然阻礙著它的實際應(yīng)用?；诮Y(jié)構(gòu)的自鋰離子濃縮電極具有高容量和均勻的Li⁺通量，被推薦用來克服Li的這些缺點。然而，最近的研究僅限于結(jié)構(gòu)方面。此外，電極材料的電動力學(xué)原理仍然是一個挑戰(zhàn)。

成均館大學(xué)Hyung Mo Jeong等通過采用分層碳包（SCP）誘導(dǎo)無負極電極上致密的Li生長，提出了基于空間限制的策略，以用于控制納米級狹縫空間中的濃縮Li⁺通量。

圖1 根據(jù)電極結(jié)構(gòu)計算的鋰離子濃度貢獻的鋰存儲機制示意圖

從基于自組裝的SCP合成方法來看，每個碳層都有納米級的縫隙，在鋰剝離/沉積過程中，這些縫隙通過EDL重疊在封閉空間中吸引Li⁺。因此，SCP的微/介孔縫隙集中了電場，通過空間約束電場聚焦加強了電場，這導(dǎo)致Li+-flux在宿主中的積累。積累在宿主位點的Li⁺能夠在高電流密度下穩(wěn)定地實現(xiàn)高容量的均勻鋰沉積。

圖2 根據(jù)Li沉積的不同步驟，裸電極和SCP電極的示意圖和SEM圖像

基于這一特性，Li-SCP-Cu在高電流密度（5和10 mA cm^-2）下具有穩(wěn)定的性能，且循環(huán)壽命長。此外，SCP與正極材料的兼容性也很好，具有很高的容量保持率（在4C下經(jīng)過350次循環(huán)后保持99.5%）和從1C到6C的穩(wěn)定倍率能力?？偠灾鳛橐环N高容量和電化學(xué)穩(wěn)定運行的鋰宿主材料，SCP被推薦用于具有狹窄空間和親鋰成分位點的結(jié)構(gòu)化碳材料。

圖3 實用對稱和非對稱電池性能

Densely Packed Li-Metal Growth on Anodeless Electrodes by Li+-Flux Control in Space-Confined Narrow Gap of Stratified Carbon Pack for High-Performance Li-Metal Batteries. Advanced Science 2022. DOI: 10.1002/advs.202205328

8. 郭玉國/殷雅俠/張千玉Angew：從緩解電子泄漏的角度抑制SEI的生長

界面穩(wěn)定性對鈉離子電池（SIBs）的壽命和安全性有很大責(zé)任。然而，持續(xù)的固體-電解質(zhì)界面（SEI）增長會使其穩(wěn)定性惡化。從本質(zhì)上講，SEI的增長與電子泄漏行為有關(guān)，但從緩解電子泄漏的角度來看，很少有人試圖抑制SEI的增長。

中科院化學(xué)所郭玉國、殷雅俠、四川大學(xué)張千玉等從緩解電子泄漏的角度，對抑制SEI生長的機制進行了深入研究。

圖1 電子轉(zhuǎn)移的能量圖和不同SEI生長的電子泄漏程度圖

具體而言，作者通過氟代碳酸乙烯酯（FEC）和三（三甲基硅基）亞磷酸酯（TMSPi）添加劑，分別建立了兩個具有不同生長行為的SEI層，以揭示電子泄漏如何影響SEI的生長。研究顯示，與密集生長的厚而粗糙的FEC衍生SEI（厚度~90 nm）相比，薄而均勻的TMSPi衍生SEI即使在100次循環(huán)后也沒有明顯的生長（厚度~30 nm）。TMSPi衍生的SEI層的成分信息在兩個方面顯示出優(yōu)勢：i）不利的NaF-Na₂CO₃、Na_nPO_xF_y共存物種在外層聚集的明顯緩解；ii）在整個SEI中產(chǎn)生豐富的SiO_xF_y物種。

圖2 SEI分析

得益于上述SEI特征，TMSPi衍生的SEI根據(jù)所研究的電子特性（高LUMO能級、大帶隙和高電子功函數(shù)）實現(xiàn)了電子驅(qū)動力和高電子絕緣能力。因此，抑制了電子泄漏行為，并且抑制了SEI的連續(xù)增長。最后，具有減輕的電子泄漏的SEI層還改善了實際電化學(xué)行為，這不僅減少了長期循環(huán)過程中的Na⁺離子消耗，還確保了穩(wěn)定的Na⁺轉(zhuǎn)移，以抵抗可變的界面環(huán)境。作者相信，這項工作將擴展對SEI生長的基本理解，并為具有穩(wěn)定SEI層的長壽命SIB的電解液設(shè)計提供指導(dǎo)。

圖3 采用不同添加劑電解液的電池性能

Mitigating Electron Leakage of Solid Electrolyte Interface for Stable Sodium-Ion Batteries. Angewandte Chemie International Edition 2022. DOI: 10.1002/anie.202216354

原創(chuàng)文章，作者：菜菜歐尼醬，如若轉(zhuǎn)載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.xiubac.cn/index.php/2024/02/22/c274340619/

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

電池日報，8篇頂刊！郭玉國、麥立強、潘鋒、鄭子劍、孫靖宇、吳浩斌、襲鍇、張千玉等成果！

相關(guān)推薦

電池日報，8篇頂刊！郭玉國、麥立強、潘鋒、鄭子劍、孫靖宇、吳浩斌、襲鍇、張千玉等成果！