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8篇電池頂刊:陳忠偉、胡勇勝、焦樹強(qiáng)、范紅金、張進(jìn)濤、李馳麟、歐星、周光敏等成果

電池日報頂刊集錦

1. 陳忠偉院士EER: 鈉離子電池電極材料表面涂層研究的進(jìn)展報告
8篇電池頂刊:陳忠偉、胡勇勝、焦樹強(qiáng)、范紅金、張進(jìn)濤、李馳麟、歐星、周光敏等成果
鈉離子電池(SIB)是一種新興技術(shù),被認(rèn)為是鋰離子電池(LIB)的未來替代品,特別是用于固定式儲能。然而,由于與Na+大尺寸相關(guān)的復(fù)雜性,SIBs的循環(huán)穩(wěn)定性和倍率性能通常不足以用于商業(yè)應(yīng)用。與LIBs研究類似,涂層的開發(fā)是提高現(xiàn)有SIBs電極材料性能的基本途徑。
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在此,加拿大滑鐵盧大學(xué)陳忠偉院士等人對應(yīng)用于SIBs插層正極和負(fù)極的涂層進(jìn)行了全面概述和比較,并根據(jù)其作用機(jī)制和沉積方法進(jìn)行了分類。具體而言,涂層可分為三大類:氧化還原惰性金屬涂層、導(dǎo)電碳涂層、核殼結(jié)構(gòu)涂層。同時,作者概述了將涂層應(yīng)用于電極材料的最常見方法,包括機(jī)械混合燒結(jié)、溶液澆鑄法、原位合成法、原子層沉積和化學(xué)氣相沉積等。進(jìn)一步,作者介紹了SIBs插層正極(層狀過渡金屬氧化物(TMO)正極、聚陰離子正極)和負(fù)極(鈦基化合物)的特定涂層改進(jìn)策略。
其中,分層TMOs應(yīng)用最佳厚度的氧化還原活性金屬涂層可在高截止電壓下持續(xù)提高循環(huán)穩(wěn)定性,金屬涂層對于穩(wěn)定依賴Mn3+/Mn4+氧化還原的正極特別有前景。相比之下,金屬涂層對倍率性能的影響更有爭議,倍率受阻的結(jié)果可通過涂層的電子和離子絕緣性能來解釋。
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圖1. 涂層的一般分類
最后,作者討論了提高每種材料性能的有前景的涂層策略:
1)對于分層TMOs,作者鼓勵考慮顆粒形態(tài)、過渡金屬摻雜、涂層成分、保形性及電解液成分的綜合策略。開發(fā)(梯度)核殼結(jié)構(gòu)是一種很有前途的方法,可在不大幅降低放電容量的情況下提高穩(wěn)定性。此外,還應(yīng)描述電解液組成和涂覆涂層與CEI層穩(wěn)定性的關(guān)系。
2)對于插層負(fù)極,應(yīng)致力于更多金屬涂層研究以改善ICE并減少SEI層阻抗的累積。
3)同時,碳涂層/復(fù)合聚陰離子正極,尤其是NASICON型結(jié)構(gòu)的發(fā)展,在循環(huán)穩(wěn)定性和動力學(xué)方面取得了出色的表現(xiàn)。因此,未來的工作必須集中在降低碳含量和形成高負(fù)載電極復(fù)合材料等方面,可通過同時應(yīng)用摻雜和缺陷工程方法來實現(xiàn)。總之,這些見解將指導(dǎo)高性能SIBs電極的合理設(shè)計。
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圖2. 應(yīng)用涂層的常用方法
Recent Progress in Surface Coatings for Sodium-Ion Battery Electrode Materials, Electrochemical Energy Reviews 2022. DOI: 10.1007/s41918-022-00137-7
2. 胡勇勝/劉賓元/容曉暉AM: 用于全固態(tài)電池的高熵微疇互鎖聚合物電解質(zhì)
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全固態(tài)聚合物電解質(zhì)(ASPE)具有優(yōu)異的可加工性,因而被認(rèn)為是最具前瞻性的大規(guī)模工業(yè)化材料之一。然而,提高其機(jī)械強(qiáng)度和加速離子遷移之間的矛盾一直難以調(diào)和。
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為此,中科院物理所胡勇勝研究員、容曉暉研究員河北工業(yè)大學(xué)劉賓元教授等人受聚合物和生化科學(xué)中眾所周知的熵彈性的啟發(fā),首次將新設(shè)計的多功能ABC雜臂星形三元聚合物(ABCTPs)引入到聚環(huán)氧乙烷中并提出了高熵微疇互鎖ASPEs(HEMI-ASPEs)的合理概念。有趣的是,定制的ABCTPs除了具有特定區(qū)域的聚合物鏈和特定的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)外,還具有專門的末端基團(tuán)。
受益于聚丙交酯(PLA)鏈的末端羥基和聚苯乙烯(PS)鏈的末端溴原子,作者成功地自組裝了一個微納米級動態(tài)互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)(dyn-IPN),該網(wǎng)絡(luò)具有較高的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)熵和環(huán)境適應(yīng)性。基于這一有效策略,dyn-IPN智能調(diào)節(jié)交聯(lián)度并建立3D超分子聚合物網(wǎng)絡(luò)。此外,與dyn-IPN骨架(基于降冰片烯的嵌段共聚物)連接的末端改性甲氧基聚乙二醇(MeOPEG)鏈還提供了額外的離子電導(dǎo)率。
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圖1. ABCTP的合成與表征
因此,得到的HEMI-ASPE具有優(yōu)異的韌性(6.72×104 kJ·m-3)、出色的離子電導(dǎo)率(4.56×10-4 S·cm-1, 70°C)、可觀的鋰離子遷移數(shù)(tLi+ =0.63)和理想的全固態(tài)鋰金屬電池(AS-LMBs)的熱穩(wěn)定性(Td > 400°C)?;谶@些改進(jìn),Li|HEMI ASPE-Li|Li對稱電池在長達(dá)4000小時內(nèi)表現(xiàn)出穩(wěn)定的鋰電鍍/剝離性能,LiFePO4|HEMI ASPE-Li|Li全電池在300次循環(huán)后表現(xiàn)出高容量保持率(~96%)。
此外,全固態(tài)鈉金屬電池(AS-SMB)也實現(xiàn)了類似的改進(jìn),證明了HEMI-ASPE具有作為先進(jìn)電池化學(xué)的功能性聚合物材料的普遍適用性??傊?,這項工作開發(fā)了一種熵策略,有助于克服用于下一代儲能技術(shù)的ASPE中機(jī)械強(qiáng)度和離子電導(dǎo)率之間的矛盾。
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圖2. Li|HEMI-ASPE-Li|Li對稱電池和鋰金屬全電池循環(huán)測試
High-Entropy Microdomain Interlocking Polymer Electrolytes for Advanced All-Solid-State Battery Chemistries, Advanced Materials 2022. DOI: 10.1002/adma.202209402
3. 焦樹強(qiáng)AM: 電極與集流體間的“死區(qū)”實現(xiàn)5萬次循環(huán)的鋁離子電池!
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通常,活性離子插層后電極會發(fā)生體積膨脹,這會顯著降低電極和集流體之間的粘附力。尤其是在鋁離子電池(AIBs)中,大尺寸AlCl4的插層會大大削弱這種粘附力并導(dǎo)致電極與集流體分離,這似乎是一個固有且不可調(diào)和的問題。
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為此,北京科技大學(xué)焦樹強(qiáng)教授等人在AIB的集流體中提出一個稱為“死區(qū)”的新概念,以克服上述挑戰(zhàn)。在這個概念中,作者將負(fù)電荷結(jié)合到集流體的表面以產(chǎn)生與AlCl4運動方向相同的電場并迫使AlCl4遠(yuǎn)離集流體方向,從而阻止AlCl4完全到達(dá)集流體表面。最終,在電極和集流體之間的界面處形成了一個微小的“死區(qū)”,在這個小區(qū)域內(nèi)屏蔽了正極材料并使其不受AlCl4插層和去除反應(yīng)的影響。
這樣既保證了電極的結(jié)構(gòu)完整性,又穩(wěn)定了電極與集流體的界面,從而有效地解決了電極與集流體的分層問題。在這項工作中,作者選擇了MXene (Ti3C2Tx)薄膜作為首選材料,以證明“死區(qū)”概念并實現(xiàn)穩(wěn)定、輕質(zhì)、耐用和低成本的AIBs集流體。
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圖1. Ti3C2Tx薄膜的合成及結(jié)構(gòu)表征
研究證實,大量的OH和COOH基團(tuán)結(jié)合到MXene薄膜的表面上并在其表面形成豐富的負(fù)電荷區(qū)域,從而屏蔽了正極材料在其“死區(qū)”中的AlCl4插層。同時,其粗糙和不平整的表面確保了電極和集流體之間的緊密接觸。此外,Ti3C2Tx薄膜具有比其他金屬箔或碳質(zhì)材料更高的氧化電位。當(dāng)使用Ti3C2Tx薄膜作為集流體時,AIB在100 mA g-1的電流密度下經(jīng)過100次循環(huán)后的比放電容量保持在約120 mAh g-1
甚至,在10 A g-1的電流密度下,AIB成功實現(xiàn)了高達(dá)50000次的循環(huán)壽命,這是AIBs非自支撐正極中循環(huán)時間最長的。此外,Ti3C2Tx薄膜還表現(xiàn)出優(yōu)異的機(jī)械柔韌性,在可穿戴設(shè)備應(yīng)用中顯示出巨大的前景。總之,該研究為實現(xiàn)AIBs的商業(yè)化提供了一條途徑,提出的概念還可幫助指導(dǎo)對搖椅電池中集流體的探索。
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圖2. 基于Ti3C2Tx薄膜集流體的AIB電化學(xué)性能
The Negative-Charge Triggered“Dead Zone”Between Electrode and Current Collector Realizes Ultralong Cycle Life of Aluminum-Ion Batteries, Advanced Materials 2022. DOI: 10.1002/adma.202205489
4. 范紅金/劉瑞平/韓鵬AEM: 鋼鐵防腐啟發(fā)的低成本添加劑實現(xiàn)穩(wěn)定鋅負(fù)極!
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由于鋅負(fù)極的不穩(wěn)定性(枝晶生長、表面腐蝕和鈍化)導(dǎo)致的循環(huán)壽命差,從而限制了水系鋅電池(AZB)的發(fā)展。
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在此,新加坡南洋理工大學(xué)范紅金教授、中國礦業(yè)大學(xué)劉瑞平教授韓鵬等人受鋼鐵行業(yè)防腐策略的啟發(fā),采用復(fù)合緩蝕劑(CCI)作為鋅金屬負(fù)極保護(hù)的電解液添加劑。具體而言,作者將十二烷基二甲胺乙醇內(nèi)酯(DDN)、脂肪酸甲酯乙氧基化物(FMEE)和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉(AES)組成的典型復(fù)合緩蝕劑(記為DFA)作為一種創(chuàng)新的低成本(約500元/公斤)ZnSO4電解液添加劑。
研究表明,添加的DFA傾向于錨定在Zn表面并通過Zn-O鍵自發(fā)形成均勻的SEI薄層。根據(jù)實驗和模擬結(jié)果,這種DFA層具有高度親鋅性,可有效阻礙H2O和SO42-運輸,從而抑制HER反應(yīng)。此外,由于Zn和惰性DFA層之間的強(qiáng)化學(xué)鍵合,保證了具有高電鍍/剝離可逆性的3D均勻Zn成核。
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圖1. 不同電解液中的鋅鍍層和剝離行為
因此,具有DFA保護(hù)的Zn||Zn對稱電池在1 mA cm-2和1 mAh cm-2的條件下可實現(xiàn)超過1100小時的可逆剝離/電鍍過程。當(dāng)電流密度達(dá)到10 mA cm-2時,采用 ZnSO4+ DFA電解液的對稱電池在1 mAh cm-2下仍能提供900小時的長循環(huán)壽命,而基于純ZnSO4電解液的電池在相同條件下僅能循環(huán)50小時。
此外,基于添加DFA電解液的Zn-Ti半電池在250次循環(huán)后的CE仍超過98.2%。這些結(jié)果證實,DFA層賦予鋅負(fù)極高氧化還原可逆性和低腐蝕傾向。更重要的是,以MnO2作為正極的Zn-MnO2全電池在0.5 A g-1下循環(huán)1000次后仍具有約90%的容量保持率,每循環(huán)容量衰減僅為0.013%??傊?,這項工作為高性能AZBs的低成本電解液添加劑設(shè)計提供了一種新策略。
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圖2. Zn-MnO2全電池的電化學(xué)性能
Steel Anti-Corrosion Strategy Enables Long-Cycle Zn Anode, Advanced Energy Materials 2022. DOI: 10.1002/aenm.202202603
5. 山大張進(jìn)濤AEM: N摻雜+金屬活性位點協(xié)同實現(xiàn)高性能鋅空氣電池
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可充電鋅空氣電池(ZABs)具有低成本、高安全性、高能量密度和零碳排放等優(yōu)點,然而氧還原/析出反應(yīng)(ORR/OER)反應(yīng)動力學(xué)緩慢導(dǎo)致的低功率密度、較差的可逆性和能量轉(zhuǎn)換效率阻礙了其商業(yè)應(yīng)用。因此,迫切需要開發(fā)用于可充電ZAB的豐富且高效的雙功能氧電催化劑,目前仍具有巨大的挑戰(zhàn)。
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在此,山東大學(xué)張進(jìn)濤教授等人通過簡單的自組裝-熱解策略制備了具有高支鏈碳納米管和鈷活性位點的3D碳納米片聚集體(CoCNTs/PNAs)。具體而言,受直接靶向癌細(xì)胞的受體和配體親和力的啟發(fā),作者基于殼聚糖和葉酸(FA)的微型仿生配位提供了一個促進(jìn)金屬離子錨定的反應(yīng)平臺。
其中,殼聚糖與FA的預(yù)配位作用導(dǎo)致了由納米片組成的分層聚集體的形成。二者的表面官能團(tuán)(如羧基、氨基)通過金屬-N配位為金屬離子提供了錨定位點,可避免過量金屬離子的團(tuán)聚。同時,具有互連碳納米管的納米片聚集體的分層結(jié)構(gòu)將有助于有效的電子傳遞和離子擴(kuò)散,從而提高電催化性能。此外,N摻雜石墨碳層的約束效應(yīng)還可保護(hù)鈷納米顆粒免受腐蝕浸出,從而優(yōu)化了電子結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性。
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圖1. 電催化機(jī)理的DFT計算
因此,優(yōu)化的CoCNTs/PNAs電催化劑在氧還原(E1/2 = 0.925 V)和析氧(Ej = 10 = 1.54 V)反應(yīng)中表現(xiàn)出優(yōu)于Pt/C-RuO2催化劑的雙功能活性。通過DFT計算,作者發(fā)現(xiàn)N摻雜在Co金屬位點的d帶中心調(diào)節(jié)中起著極其重要的作用,并降低ORR和OER反應(yīng)決速步驟的能壘。對于實際應(yīng)用,基于CoCNTs/PNAs電催化劑在水系電解液中組裝的ZAB實現(xiàn)了高達(dá)371.6 mW cm-2的大峰值功率密度及2000小時的出色循環(huán)耐久性,優(yōu)于大多數(shù)報道的過渡金屬基催化劑。
更重要的是,基于該電催化劑組裝的全固態(tài)ZAB具有良好的柔韌性、優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性(在2 mA cm-2下可平穩(wěn)運行2600分鐘)和高往返效率(首圈循環(huán)高達(dá)76.5%)。總之,這項工作將為通過分層多孔結(jié)構(gòu)設(shè)計調(diào)整功能電催化的金屬-碳載體相互作用開辟一條新途徑。
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圖2. 全固態(tài)柔性ZAB的電化學(xué)性能
Tuning Co-Catalytic Sites in Hierarchical Porous N-Doped Carbon for High-Performance Rechargeable and Flexible Zn-Air Battery, Advanced Energy Materials 2022. DOI: 10.1002/aenm.202202871
6. 上硅所李馳麟Mater. Today: 界面氣體釋放+去污實現(xiàn)高可逆氟化物轉(zhuǎn)換電池
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石榴石型Ta摻雜的Li7La3Zr2O12(LLZTO)電解質(zhì)在空氣暴露下會發(fā)生不穩(wěn)定的化學(xué)鈍化,導(dǎo)致與鋰金屬的界面潤濕性和導(dǎo)電性差。
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在此,中科院上海硅酸鹽研究所李馳麟研究員等人提出了一種簡單的氣體分子釋放和清潔策略以在溫和溫度(~ 200℃)下將鈍化的Li2CO3轉(zhuǎn)化為離子導(dǎo)電性Li3PO4疇,而不是通過通常的機(jī)械拋光、高溫分解和酸溶解方法來去除石榴石表面的Li2CO3鈍化層。
作者采用乙醇溶液中的NaH2PO2鹽滲入Li2CO3層,在溫和加熱下通過歧化反應(yīng)(2NaH2PO2→Na2HPO4 + PH3)原位釋放PH3氣體分子。PH3氣體具有較強(qiáng)的還原性,可促進(jìn)周圍Li2CO3的充分還原。同時原位形成的Li3PO4疇層可以保護(hù)LLZTO表面,即使在鋰化后也可作為鋰離子導(dǎo)電中間層。此外,由于殘留在LLZTO上的Na2HPO4具有優(yōu)先水合能力,也有利于減輕石榴石因水分再鈍化的影響。
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圖1. 氣體釋放和清潔策略的示意圖
因此,改性LLZTO(NaH2PO2-LLZTO)在25℃下與Li金屬的界面電阻為可忽略不計的2 Ω cm2,其臨界電流密度(CCD)達(dá)到2.6mA/cm2的高值。相應(yīng)的Li/Li對稱電池可在0.1mA/cm2下穩(wěn)定循環(huán)1500小時,即使在1 mA/cm2的高電流密度下也可穩(wěn)定循環(huán)140小時。甚至,固態(tài)NCM811/NaH2PO2-LLZTO/Li電池也可在0.5 C下穩(wěn)定運行500次,截止電壓為4.5V。
此外,低N/P比(~4)和高正極負(fù)載的全電池可在25℃下穩(wěn)定循環(huán)且表現(xiàn)出162.8 mAh/g的高比容量,100次循環(huán)后的容量保持率為81.2%。值得注意的是,更具挑戰(zhàn)性的固態(tài)FeF3/Li轉(zhuǎn)換電池在0.3 C下提供480 mAh/g的高可逆容量且100次循環(huán)后仍保持370 mAh/g的容量??傊@種界面滲透-去污方法為實現(xiàn)高能固態(tài)鋰金屬電池提供了切實可行的解決方案,尤其是基于轉(zhuǎn)化型氟化物的電池。
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圖2. 轉(zhuǎn)換型FeF3/Li固態(tài)電池的電化學(xué)性能
Enable high reversibility of Fe/Cu based fluoride conversion batteries via interfacial gas release and detergency of garnet electrolytes, Materials Today 2022. DOI: 10.1016/j.mattod.2022.10.019
7. 中南/北理工Mater. Today: 表面改性促進(jìn)單晶富鎳正極的鋰傳輸和應(yīng)力優(yōu)化
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富鎳層狀LiNixCoyMn1-x-yO2(NCM, x ≥ 0.83)具有高比能量和低成本等優(yōu)勢,因此被認(rèn)為是一種很有前途的鋰離子電池(LIBs)正極材料。然而,NCM表面從層狀到巖鹽的相變很容易在循環(huán)過程中引起Li濃度梯度,這阻礙了鋰離子的擴(kuò)散,導(dǎo)致內(nèi)應(yīng)力逐漸積累并出現(xiàn)微裂紋。
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在此,中南大學(xué)歐星副教授、范鑫銘聯(lián)合北京理工大學(xué)陳來研究員德國電子同步加速器研究所(DESY)Shuailing Ma等人提出了一種精細(xì)的表面工程策略,通過Li1.3In0.3Ti1.7(PO4)3(LITP)改性來促進(jìn)單晶LiNi0.83Co0.11Mn0.06O2(SCNCM)的鋰離子傳輸。值得注意的是,作為快速鋰離子導(dǎo)體,LITP可加速鋰離子擴(kuò)散同時緩解電極-電解質(zhì)的副反應(yīng)。
更重要的是,原位XRD、非原位表征和電化學(xué)性能的綜合研究表明,穩(wěn)定的LITP改性還可抑制表面無序尖晶石/巖鹽相的形成。抑制的Li/TM混合有利于保證鋰離子濃度均勻,使鋰離子從表面到內(nèi)部的濃度差最小化并減輕界面處誘發(fā)應(yīng)力和晶內(nèi)裂紋的發(fā)生,最終在高截止電壓(>4.3 V)或高溫(45℃)下的長期循環(huán)過程中保持高度的結(jié)構(gòu)完整性。
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圖1. 潛在反應(yīng)機(jī)制的示意圖
正如預(yù)期的那樣,即使在苛刻的測試條件(2.75~4.6 V的電位范圍)下,LITP改性的SCNCM在紐扣型半電池中25°C下循環(huán)200次后仍可達(dá)196.4 mAh g-1的高可逆容量,同時對應(yīng)92.81%的高容量保持率。此外,在45°C的高溫下,基于LITP改性的SCNCM的軟包全電池中在2.75~4.3 V下經(jīng)過400次循環(huán)后仍能提供88%的高容量保持率和約99.95%的出色庫倫效率。進(jìn)一步,COMSOL模擬結(jié)果也表明,LITP改性的SCNCM在200次循環(huán)后仍保持相對較高的擴(kuò)散系數(shù)和出色的循環(huán)可逆性。
總之,LITP改性設(shè)計顯著提高了SCNCM在嚴(yán)苛測試條件下運行的電化學(xué)性能,同時為實現(xiàn)其實際商業(yè)化提供了指導(dǎo)。重要的是,該改性策略也為納米顆粒聚集的二次微球提供了新思路。
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圖2. 45°C下電極改性前后的電化學(xué)性能比較
Diffusion-induced stress optimization by boosted surface Li-concentration for single-crystal Ni-rich layered cathodes, Materials Today 2022. DOI: 10.1016/j.mattod.2022.10.021
8. 周光敏/張世超/邢雅蘭ACS Nano: 分層雙功能催化劑實現(xiàn)高能柔性鋰硫電池
8篇電池頂刊:陳忠偉、胡勇勝、焦樹強(qiáng)、范紅金、張進(jìn)濤、李馳麟、歐星、周光敏等成果
鋰硫(Li-S)電池具有高能量密度、柔性和安全性等優(yōu)勢,其對于新興的可植入設(shè)備、生物監(jiān)測和卷式顯示器非常有吸引力。然而,現(xiàn)有硫正極、液體電解質(zhì)和鋰負(fù)極循環(huán)穩(wěn)定性和柔韌性差,易引發(fā)嚴(yán)重的電池性能退化和安全問題。
8篇電池頂刊:陳忠偉、胡勇勝、焦樹強(qiáng)、范紅金、張進(jìn)濤、李馳麟、歐星、周光敏等成果
在此,清華大學(xué)深圳國際研究生院周光敏副教授、北京航空航天大學(xué)張世超教授及邢雅蘭副教授等人提出了一種金屬1T MoS2和富氧空位TinO2n-1/MXene的分層雙功能催化劑(Mo-Ti/Mx)并將其錨定在還原氧化石墨烯-纖維素納米纖維(GN)主體上以制備柔性電極(Mo-Ti /Mx-GN),從而應(yīng)對上述挑戰(zhàn)。通過應(yīng)用定向冷凍工藝,實現(xiàn)了由具有長程對齊的波浪形多拱形態(tài)組成的柔性GN支架的層次結(jié)構(gòu)。
DFT計算揭示了1T MoS2和TinO2n-1/MXene作為催化劑和多功能吸附劑的協(xié)同效應(yīng),可抑制LiPSs的穿梭行為并提高硫物質(zhì)的氧化還原動力學(xué),同時還可促進(jìn)LiPSs還原為Li2S。原位拉曼光譜進(jìn)一步證明Mo-Ti/Mx-GN電極可有效誘導(dǎo)S2O32-的形成,從而加速Li2S的成核并促進(jìn)LiPSs的快速轉(zhuǎn)變。
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圖1. Mo-Ti/Mx-GN電極的合成過程和表征
基于這種設(shè)計,Mo-Ti/Mx-GN電極即使在高硫質(zhì)量負(fù)載(8.4 mg cm-2)和貧電解液(7.6 μL mg-1)條件下仍可提供增強(qiáng)的長期循環(huán)穩(wěn)定性(0.5 C下350次循環(huán)后每個循環(huán)的容量損失為0.024%,CE = 99%)。此外,堅固的鋰負(fù)極通過原位聚合粘合在GPE中可實現(xiàn)快速離子傳輸,以最大限度地提高界面相容性和電池穩(wěn)定性。
通過將3D Mo-Ti/Mx-GN電極、GPE和堅固的鋰負(fù)極相結(jié)合集成到Li-S軟包電池中時,可實現(xiàn)良好的可靠性且使電池具有可逆的能量存儲和輸出、良好的溫度適應(yīng)性及在劇烈撞擊(機(jī)械損傷、過熱、水浸和嚴(yán)重變形)時的安全性。因此,這種設(shè)計為Li-S電池在高安全性和柔性的電化學(xué)儲能裝置應(yīng)用中提供了巨大的希望。
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圖2. Li-S軟包電池的電化學(xué)性能
TinO2n-1/MXene Hierarchical Bifunctional Catalyst Anchored on Graphene Aerogel toward Flexible and High-Energy Li-S Batteriesc, ACS Nano 2022. DOI: 10.1021/acsnano.2c08246

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