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

構建同時具有高面積硫負載、充分的硫利用、有效的多硫化物抑制、快速的離子擴散等特性的鋰硫電池正極材料仍然是一個重大挑戰(zhàn)。

電池頂刊集錦：麥立強、徐吉靜、馬建民、王舜、陳錫安、王榮華、徐朝和、李麗波等成果！

圖1. 材料制備及表征

溫州大學王舜、陳錫安等提出了一種內部調控策略，以制備獨特的核桃狀蛋黃-殼碳花@碳納米球（WSYCS）作為硫宿主。研究顯示，內部碳花、合適的空腔和外部碳層能有效分散絕緣硫，調節(jié)體積膨脹，限制多硫化物，從而提高鋰硫電池的性能。有限元模擬方法還證實了增強的Li⁺擴散和Li-S反應動力學。更重要的是，通過電紡絲方法將WSYCS2接枝到碳纖維（CF）上，形成串聯(lián)WSYCS2@CF三維薄膜，可作為自支撐電極的硫宿主。

圖2.?硫儲存和電化學性能分析

結果，在硫負載為13.4 mg cm^?2的情況下，相應的電池具有極高的面容量15.5 mAh cm^?2。特別是，柔性鋰硫軟包電池還可以以相對較高的1C倍率在800次循環(huán)中提供8.1 mAh cm^?2的高面容量和65%的優(yōu)異容量保持率，對應539 Wh kg^?1和591 Wh L^?1的能量密度。該工作不僅為厚碳/硫電極的研制提供了指導，而且對實用鋰硫電池的開發(fā)也起到了推動作用。

圖3.?高硫負載下電池性能

Tandem Carbon Hollow Spheres with Tailored Inner Structure as Sulfur Immobilization for Superior Lithium–Sulfur Batteries. Advanced Functional Materials 2023. DOI: 10.1002/adfm.202310301

2. 重大王榮華/徐朝和AFM：具有高離子導電性和界面潤濕性的復合鋰負極

隨著對高能安全電池的迫切需求，Li_6.4La₃Zr_1.4Ta_0.6O₁₂（LLZTO）型固態(tài)鋰金屬電池得到了快速發(fā)展。然而，Li/LLZTO界面接觸不良和循環(huán)過程中由于鋰的本征Li⁺擴散系數(shù)較低而導致的電接觸損失導致的枝晶狀鋰生長嚴重阻礙了其實際應用。

圖1.?Li/LLZTO和Li-GaP/LLZTO的界面接觸示意圖

重慶大學王榮華、徐朝和等從降低鋰的表面張力和改善鋰離子擴散的角度出發(fā)，通過熔融鋰與GaP粉末反應制備了具有高潤濕性和高離子導電相Li3P的復合鋰陽極（CLA）。GaP的加入能有效降低熔融鋰的表面張力，改善CLA與LLZTO的初始界面接觸。

同時，與LiF和Li₃N相比，Li₃P具有較高的離子電導率（室溫下為 10^-4 S cm^-1）和界面能（45.64 meV ?^?2）。因此，Li₃P可將體相鋰離子快速輸送到CLA/LLZTO界面，確保在大面積容量和長期循環(huán)條件下的緊密界面接觸。

圖2.?半電池性能

此外，生成的Li₂Ga合金可作為鋰的成核位點，降低鋰的成核電位，促進鋰的均勻沉積。因此，組裝的對稱電池具有4.5Ω cm²的低面積比電阻、2.5 mA cm^?2的大臨界電流密度和5700 h的超長壽命（0.3 mA cm^?2，25°C）。同時，LiFePO₄陰極與全電池耦合后，在1C下循環(huán)490次后容量保持率高達97.32%。該工作為固態(tài)鋰金屬電池的界面問題提供了一種新的解決方案。

圖3.?全電池性能

Superionic Conductor Enabled Composite Lithium with High Ionic Conductivity and Interfacial Wettability for Solid-State Lithium Batteries. Advanced Functional Materials 2023. DOI: 10.1002/adfm.202309751

3. 麥立強/孫睿敏AEM：超快儲鈉1T-MoS₂材料，可在25秒內放電/充電！

金屬相硫化鉬（1T-MoS₂）具有豐富的活性中心、金屬導電性和較高的理論容量，是鈉離子電池（SIBs）的理想電極材料。然而，1T-MoS₂在自然條件下的熱力學不穩(wěn)定特性使得其難以直接合成，嚴重阻礙了其進一步的應用。

圖1.?相變機理演示

武漢理工大學麥立強、中國地質大學孫睿敏等采用電子調制和磷酸鹽自由基穩(wěn)定的策略來構建穩(wěn)定的富1T二硫化鉬（1T-P-MoS₂）。研究發(fā)現(xiàn)，通過簡單的一步合成工藝將PO₄^3?基團插層到MoS₂中，增大了層間距，改善了Na⁺的插入/脫出動力學。

密度泛函理論（DFT）計算和實驗表明，PO₄^3?插層后能給Mo部分電子，這會引發(fā)Mo 4d軌道的重組，導致MoS₂從2H相自發(fā)相變到1T相，從而提高MoS₂的電導率。

圖2.?儲鈉性能和動力學研究

此外，1T-P-MoS₂表現(xiàn)出比原始2H-MoS₂（0.75eV）低得多的Na⁺遷移能壘（0.11eV）。因此，穩(wěn)定的1T-P-MoS₂表現(xiàn)出卓越的鈉存儲性能，具有高放電容量（636.2 mAh g^?1）、超快充電能力（在40 A g^?1下高達277.1 mAh g^–1，在25秒內放電/充電）和優(yōu)異的循環(huán)性能（在1 A g^?1下經過300次循環(huán)后高達498.9 mAh g^–1）?？傮w而言，該工作提供了一種可行的技術解決方案，并深入分析了金屬硫化物電極調諧的機理。

圖3.?儲鈉機制研究

Electron Modulated and Phosphate Radical Stabilized 1T-Rich MoS2 for Ultra-Fast-Charged Sodium Ion Storage. Advanced Energy Materials 2023. DOI: 10.1002/aenm.202303464

4. 哈理工李麗波EnSM：MXene與絲素蛋白肽協(xié)同構建1+1>2原位SEI膜

固態(tài)鋰離子電池（SLIBs）由于其較高的能量密度，有望應用于下一代儲能裝置。然而，對于SLIBs的實際應用來說，解決界面不穩(wěn)定和電化學性能差的問題至關重要。

圖1.?SEI的構建示意圖及表征

哈爾濱理工大學李麗波等利用絲素蛋白肽（SFP）和MXene，通過界面改性設計，成功地原位構建了均勻的固體電解質界面（SEI）薄膜。研究顯示，SFP的-NH₂基團和MXene的-F末端的摻入促進了Li₃N和LiF的形成，從而實現(xiàn)了選擇性定位和可控的SEI薄膜生長，飛行時間二次離子質譜（TOF-SIMS）分析證實了這一點。

此外，Derjaguin-Müller-Toporov（DMT）模量證明了SEI薄膜的魯棒性，這一現(xiàn)象增強了界面穩(wěn)定性，促進了鋰離子成核，抑制了枝晶生長，改善了電池運行期間的整體電化學性能。

圖2.?界面研究

另外，具有孤對電子的-NH₂表現(xiàn)出優(yōu)良的親鋰特性，有利于與鋰離子形成微絡合物，從而促進鋰鹽解離，進而加速鋰離子在體系中的遷移。此外，經界面修飾的聚合物電解質（PEs）具有高達1.16×10^?3S cm^?1的離子導電性，鋰離子（t_Li+）的遷移數(shù)為0.57。

值得注意的是，改性PEs顯著促進了電池在室溫（RT）下的穩(wěn)定運行，在5 C下顯示出117.6 mAh g^?1的初始放電容量。這種在界面進行改性的創(chuàng)新策略是實現(xiàn)高能SLIBs穩(wěn)定運行的一大進步。

圖3.?電化學性能研究

MXene and silk fibroin peptide team up to build a 1+1>2 in situ SEI film. Energy Storage Materials 2023. DOI: 10.1016/j.ensm.2023.103126

5. 吉林大學徐吉靜Angew：多金屬氧酸鹽電解質用于高能全固態(tài)鋰電池

固態(tài)鋰電池具有高能量密度和安全性的優(yōu)勢，但現(xiàn)有的固態(tài)電解質（SSEs）不能滿足電池運行的嚴格要求。

圖1.?固態(tài)鋰電池面臨的問題及不同電解質的對比

吉林大學徐吉靜等合成了新型多金屬氧酸鹽SSEs（Li₃PW₁₂O₄₀和Li₃PMo₁₂O₄₀），其具有良好的界面相容性和化學穩(wěn)定性，克服了傳統(tǒng)SSE的局限性。研究顯示，通過優(yōu)化Li₃PW₁₂O₄₀的三維Li⁺遷移網絡，獲得了0.89 mS cm^?1的高離子電導率和0.23 eV的低活化能。此外，Li₃PW₁₂O₄₀具有寬的電化學穩(wěn)定性窗口，既可以容納鋰陽極也可以兼容高壓陰極。

圖2.?Li₃PW₁₂O₄₀的表征

因此，采用Li/ Li₃PW₁₂O₄₀/LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂制備的全固態(tài)鋰金屬電池在截止電壓為4.35 V條件下，顯示出高達100次的穩(wěn)定循環(huán)，面容量超過4 mAh cm^?2，并且具有$5.68 kg^?1的成本競爭力。

此外，通過同構取代還得到了與Li₃PW₁₂O₄₀同源的Li₃PMo₁₂O₄₀，它與Li₃PW₁₂O₄₀可形成低電阻界面。Li₃PW₁₂O₄₀和Li₃PMo₁₂O₄₀在鋰-空氣電池中的應用進一步證明，可以獲得較長的循環(huán)壽命（650次循環(huán)）?？傮w而言，該策略為構建高效、可擴展的固態(tài)多金屬氧酸鹽電解質提供了一種簡便、低成本的策略。

圖3.?Li/ Li₃PW₁₂O₄₀/LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂電池性能

Polyoxometalate Li3PW12O40 and Li3PMo12O40 Electrolytes for High-energy All-solid-state Lithium Batteries. Angewandte Chemie International Edition 2023. DOI: 10.1002/anie.202317949

6. 吉林大學徐吉靜AEM：無邊界MOF玻璃電解質實現(xiàn)高穩(wěn)定全固態(tài)鋰-氧電池

可充鋰-氧電池（LOB）被認為是最有前景的儲能系統(tǒng)之一。然而，采用活性鋰金屬以及在電池運行過程中形成的鋰枝晶會導致嚴重的安全問題，尤其是在使用易燃液態(tài)電解液時。

圖1.?采用MOF玻璃SSE的 SLOB的設計示意圖

吉林大學徐吉靜等開發(fā)了用于穩(wěn)定全固態(tài)LOB（SSLOB）的先進金屬-有機框架（MOF）玻璃基固態(tài)電解質（SSEs）。具體而言，這項工作報告了一種基于鋰離子傳導的ZIF-62玻璃膜（LZGM）固態(tài)電解質，其具有高離子傳導性（20℃時為5×10^-4 S cm^-1）、高鋰離子轉移數(shù)（0.86）以及對鋰和空氣成分的出色穩(wěn)定性。另外，由于LZGM具有強大的機械穩(wěn)定性，因此在0.5mA cm^-2下進行1200小時的沉積/剝離測試時，它也表現(xiàn)出卓越的枝晶抑制能力和界面兼容性。

圖2.?MOF玻璃SSE的電化學特性

此外，這項工作通過電化學沉積技術，將LZGM與高電子導電性聚三聯(lián)噻吩 (pTTh)結合，設計了電子導電和離子導電固態(tài)正極（SSC）。通過控制LZGM離子導體和pTTh電子導體的涂層順序，可以定向調節(jié)放電產物的生長模式。結果，基于LZGM復合材料的集成SSLOB顯示出13552 mAh g^-1的超高放電比容量和400次循環(huán)的長循環(huán)壽命。所提出的MOF玻璃電解質體系為開發(fā)具有高性能和高穩(wěn)定性的SSLOB提供了一種前景廣闊的策略，這將進一步推動全固態(tài)電池的發(fā)展。

圖3.?SSC的設計和SSLOB的電化學性能

Boundary-Free Metal–Organic Framework Glasses Enable Highly Stable All-Solid-State Lithium–Oxygen Battery. Advanced Energy Materials 2023. DOI: 10.1002/aenm.202303829

7. 湖南大學馬建民Angew：機械和熱穩(wěn)定的CEI助力高溫高壓Li||LiCoO₂電池

高能量密度Li||LiCoO₂電池的穩(wěn)定性受到陰極電解質界面（CEI）在高壓/高溫下不穩(wěn)定性的嚴重限制。

圖1.?電化學性能研究

湖南大學馬建民等通過使用具有低氧化電位的2,4,6-三（3,4,5-三氟苯基）硼氧硼酸鹽（TTFPB）添加劑，提出了一種具有豐富LiB_xO_y和LiF無機物的機械和熱穩(wěn)定CEI。由于其獨特的O-B-O共價骨架和低溶解性，LiB_xO_y外層可以提高CEI的機械強度和熱穩(wěn)定性，并抑制CEI的溶解。此外，CEI內部豐富的LiF物種也進一步提高了其機械強度和熱穩(wěn)定性。

圖2.?循環(huán)后LiCoO₂電極的表征

得益于量身定制的 CEI 的保護，CEI 的裂解和再生以及陰極的不可逆相變得到了有效緩解，電解液的氧化分解在高電壓/溫度下也得到了顯著抑制。因此，采用含TTFPB的電解液的Li||LiCoO₂電池實現(xiàn)了優(yōu)異的循環(huán)性能，在4.6/4.7 V下循環(huán)200/150次后，容量保持率分別為91.9%和74.0%。此外，這種電池還具有出色的高溫性能，在50/70℃下循環(huán)150/100次后，容量保持率分別為78.1 %/73.6 %。

圖3.?CEI分析

Mechanically and Thermally Stable Cathode Electrolyte Interphase Enables High-temperature, High-voltage Li||LiCoO2 Batteries. Angewandte Chemie International Edition 2023. DOI: 10.1002/anie.202315608

原創(chuàng)文章，作者：Jenny（小琦），如若轉載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.xiubac.cn/index.php/2024/03/18/097cd8035d/

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：麥立強、徐吉靜、馬建民、王舜、陳錫安、王榮華、徐朝和、李麗波等成果！

相關推薦

電池頂刊集錦：麥立強、徐吉靜、馬建民、王舜、陳錫安、王榮華、徐朝和、李麗波等成果！