1. Advanced Materials：NASICON型正極的可逆多電子氧化還原化學(xué)實(shí)現(xiàn)高能量密度長(zhǎng)壽命鈉離子全電池

電池頂刊集錦：梁叔全、朱大明、汪國(guó)秀、黃佳琦、官操、紀(jì)效波、劉宇等成果

鈉超離子導(dǎo)體（NASICON）型正極（例如，Na₃V₂（PO₄）₃）由于其開(kāi)放和堅(jiān)固的框架、快速的Na⁺遷移率和優(yōu)異的熱穩(wěn)定性而引起了廣泛的關(guān)注。為了使鈉離子電池（SIBs）商業(yè)化，NASICON型正極迫切需要更高的能量密度和更低的成本要求。

在此，中南大學(xué)梁叔全教授，曹鑫鑫副教授等人采用Fe取代策略設(shè)計(jì)了Na_3.5V_1.5Fe_0.5（PO₄）₃（NVFP），不僅降低了釩的高昂成本，而且實(shí)現(xiàn)了高電壓的多電子反應(yīng)。所制備的NVFP正極可超高容量（148.2 mAh g^?1），在100℃下10000次循環(huán)后，其容量保持率高達(dá)84%。原位X射線衍射和非原位X射線光電子能譜表征揭示了電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中可逆的結(jié)構(gòu)演變和氧化還原過(guò)程（Fe²⁺/Fe³⁺、V³⁺/V⁴⁺和V⁴⁺/V⁵⁺）。

本文通過(guò)密度泛函理論計(jì)算，闡明了低離子遷移能壘和理想的Na⁺擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)。此外，與硬碳（HC）負(fù)極耦合，HC//NVFP全電池表現(xiàn)出高倍率能力和長(zhǎng)循環(huán)壽命（在50攝氏度下3000次穩(wěn)定循環(huán)）、304Wh kg^?1的高能量密度。

圖1. NASICON型NVEP-1材料的理論和電化學(xué)性能

綜上，該工作設(shè)計(jì)了一種新型NASICON型NVFP作為SIBs的低成本、高能量密度和持久的正極材料。通過(guò)Fe摻雜，V⁴⁺/V⁵⁺氧化還原電對(duì)在高壓平臺(tái)成功激活。在2-3.8V的電壓窗口內(nèi)提供110mAh g^-1的初始放電容量。

當(dāng)充電截止電壓擴(kuò)大到4.3V時(shí)，容量高達(dá)148.2 mA h g^-1，比能量密度高達(dá)501 Wh kg^-1。由NVFP正極制備的SIFC在50C下循環(huán)3000次后仍保持63.5%的初始容量?？梢詫?shí)現(xiàn)304 Wh kg^-1的材料級(jí)能量密度，這與其他報(bào)道的全電池性能相當(dāng)。

圖2. 電池性能

Reversible Multi-Electron Redox Chemistry in NASICON-Type Cathode Toward High-Energy-Density And Long-Life Sodium-Ion Full Batteries Advanced Material 2023 DOI: 10.1002/adma.202304428

2. Advanced Materials ：雙拓?fù)?非拓?fù)浞磻?yīng)TiSe₂正極助力水系電池

硒化鈦（TiSe₂）是一種過(guò)渡金屬硫族化物的模型材料，通常依靠拓?fù)潆x子嵌入/脫嵌來(lái)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的離子存儲(chǔ)，對(duì)傳輸路徑的破壞最小，但容量有限（<130 mAh g^?1）。開(kāi)發(fā)超越傳統(tǒng)嵌入的新型儲(chǔ)能機(jī)制以突破TiSe₂正極的容量限制是至關(guān)重要的，但具有挑戰(zhàn)性。

在此，中國(guó)科學(xué)院上海高等研究院朱大明研究員&王勇研究員&孫元鶴等人重新審視了TiSe₂的離子存儲(chǔ)特性，并揭示了水系電池中穩(wěn)定的雙拓?fù)?非拓?fù)銫u²⁺調(diào)節(jié)機(jī)制。原位同步加速器X射線衍射和異位顯微鏡共同證明，拓?fù)淝度刖S持了離子輸運(yùn)框架，非拓?fù)滢D(zhuǎn)化涉及局域多電子反應(yīng)，這兩個(gè)平行反應(yīng)在納米尺度空間中奇跡般地交織在一起。

綜合實(shí)驗(yàn)和理論結(jié)果表明，雙反應(yīng)機(jī)制顯著提高了電子轉(zhuǎn)移能力，保留的插層TiSe₂結(jié)構(gòu)以高親和力錨定還原的鈦單體，促進(jìn)有效的電荷轉(zhuǎn)移，協(xié)同增強(qiáng)容量和可逆性。

圖1. 結(jié)構(gòu)表征

總之，該工作發(fā)現(xiàn)了前所未有的雙拓?fù)?非拓?fù)浞磻?yīng)，這些反應(yīng)是由熱力學(xué)穩(wěn)定的插層和轉(zhuǎn)化路徑驅(qū)動(dòng)的。通過(guò)原位SXRD、非原位XPS、TEM和拉曼光譜的深入分析，證實(shí)了孿晶機(jī)理在納米尺度上相互交織；拓?fù)洳鍖臃磻?yīng)維持離子傳遞框架，兩步可逆的非拓?fù)洳鍖愚D(zhuǎn)化過(guò)程TiSe₂?Cu_1.8Se?Cu₂Se提供局部多電子轉(zhuǎn)移。

DFT計(jì)算表明，保留的插層結(jié)構(gòu)促進(jìn)了鈦的優(yōu)先氧化還原，并以高親和力抑制了鈦的遷移和團(tuán)聚。結(jié)果，TiSe₂正極的容量和可逆性得到了顯著的協(xié)同改善。在0.1 A g^-1下，TiSe₂納米片正極的容量為275.9 mAh g^-1，并且在2 A g^-1下循環(huán)1000次后，其容量保持率為93.5%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了之前的報(bào)道。

此外，組裝后的混合電池(TiSe₂-Cu||Zn)在0.5 A g^-1條件下具有250.9 mAh g^-1的高穩(wěn)定容量，在2339.81 W kg^-1條件下，在500次循環(huán)中具有181.34 Wh kg^-1的高能量密度，CE接近100%，為水系離子存儲(chǔ)提供了穩(wěn)定的能量供應(yīng)。該項(xiàng)工作設(shè)想了一種新的視角，通過(guò)使用雙拓?fù)?非拓?fù)渎窂絹?lái)突破容量和可逆性的限制并應(yīng)用于水系可充電電池。

圖2. 電池性能

Unravelling Twin Topotactic/Nontopotactic Reactive TiSe₂ Cathodes for Aqueous Batteries Advanced Materials 2023 DOI: 10.1002/adma.202306810

***3. Advanced Functional Materials*：用于高能鈉離子電池的應(yīng)力自適應(yīng)雙金屬恒星結(jié)構(gòu)納米球**

雙金屬?gòu)?fù)合材料由于其固有的可調(diào)性、成本效益以及同時(shí)實(shí)現(xiàn)高比容量和低反應(yīng)電位，在先進(jìn)儲(chǔ)能系統(tǒng)中作為負(fù)極材料具有很大的潛力。然而，簡(jiǎn)單的雙相混合往往不能達(dá)到令人滿意的性能。

在此，悉尼科技大學(xué)汪國(guó)秀教授、劉浩教授，上海大學(xué)Gao Hong團(tuán)隊(duì)提出了一種創(chuàng)新的應(yīng)力自適應(yīng)雙金屬恒星納米球（50-200 nm），以鉍（Bi）為核，無(wú)縫封裝在錫（Sn）襯底（Sn-Bi@C）中。這種具有雙金屬性質(zhì)的一體化星形結(jié)構(gòu)體現(xiàn)了鉍和錫之間的協(xié)同作用，具有更強(qiáng)的導(dǎo)電性和更高的鈉離子擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)性能。此外，利用有限元分析模擬，還發(fā)現(xiàn)了錫包覆的鉍內(nèi)部的均勻應(yīng)力分布，從而有效地減輕了因 Na⁺ 離子的插入而產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)應(yīng)變。

圖1. Sn-Bi@C 電極的電化學(xué)性能

總之，該工作通過(guò)簡(jiǎn)便的退火策略，作者成功地制造出了一種特殊設(shè)計(jì)的 Sn-Bi@C 星型納米粒子，其雙核被包裹在錫包層中。在包裹的 Bi 和包裹的 Sn 的共同作用下，Sn-包絡(luò)的 Bi 結(jié)構(gòu)內(nèi)部呈現(xiàn)出均勻的應(yīng)力分布，從而有效地減輕了由 Na⁺ 離子插入過(guò)程引起的結(jié)構(gòu)應(yīng)變。同時(shí)，星型納米球的雙金屬性質(zhì)增強(qiáng)了導(dǎo)電性，并促進(jìn)了鈉離子的加速擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)。由于具有這些獨(dú)特的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)，Sn-Bi@C負(fù)極為 SIB 提供了卓越的電化學(xué)性能。

在 100 mA g^-1 下循環(huán) 100 次后，它的比容量高達(dá) 461 mA h g^-1，在 1 A g^-1 下循環(huán) 2000 次后，容量保持率仍高達(dá) 86.9%。即使在 2 A g^-1 的更高電流密度下，其容量仍高達(dá) 436 mAh g^-1。此外，當(dāng)將 Na₃V₂(PO₄)₃ 正極整合到全電池配置中時(shí)，Na₃V₂(PO₄)₃|Sn-Bi@C 全電池表現(xiàn)出 251.2 W h kg^-1 的高能量密度和穩(wěn)定的循環(huán)性能，在 1 A g^-1 條件下循環(huán) 300 次后仍能保持 97.06% 的容量。這項(xiàng)研究為鈉離子電池中雙金屬合金陽(yáng)極的開(kāi)發(fā)提出了一個(gè)新概念，為其實(shí)際應(yīng)用提供了廣闊的前景。

圖2. NVP 正極的電池性能

A Stress Self-Adaptive Bimetallic Stellar Nanosphere for High-Energy Sodium-Ion Batteries Advanced Functional Materials 2023 DOI: 10.1002/adfm.202307959

4. Advanced Energy Materials：解密高倍率和高能量密度鋰硫軟包電池的降解機(jī)制

鋰硫（Li-S）電池具有高達(dá)2600 Wh kg^-1的超高理論能量密度，從原理上打破了鋰電池的能量密度限制。然而，大多數(shù)高能量密度的軟包鋰電池的循環(huán)速率相對(duì)較低（一般小于0.1 C或1.0 mA cm^-2），無(wú)法滿足各種應(yīng)用對(duì)快速充放電的需求，成為制約先進(jìn)高能量密度鋰電池實(shí)際應(yīng)用的關(guān)鍵因素。

在此，北京理工大學(xué)黃佳琦教授、李博權(quán)團(tuán)隊(duì)系統(tǒng)分析了 400 Whkg^-1 級(jí)Li-S 軟包電池在 0.2 C（1.5 mA cm-2）高倍率下的性能衰減機(jī)制。對(duì)循環(huán)電極進(jìn)行的綜合控制實(shí)驗(yàn)和評(píng)估發(fā)現(xiàn)，在貧電解質(zhì)和高倍率條件下，正極硫氧化還原動(dòng)力學(xué)緩慢是導(dǎo)致電池失效的主要限制因素。硫氧化還原動(dòng)力學(xué)的進(jìn)一步極化解耦表明，由界面電荷轉(zhuǎn)移決定的活化極化在電池極化中占主導(dǎo)地位。

因此，作者引入了氧化還原調(diào)解劑二甲基二硒化物（DMDSe）作為動(dòng)力學(xué)促進(jìn)劑，以改善高工作速率和高能量密度Li-S 軟包電池的正極動(dòng)力學(xué)。使用 DMDSe 的軟包電池的實(shí)際能量密度保持在 428 Wh kg^-1，在 0.2 C（1.5 mA cm^-2）時(shí)電池極化降低到 200 mV，與基本電池的 2 個(gè)循環(huán)相比，循環(huán)壽命大大延長(zhǎng)，達(dá)到 11 個(gè)循環(huán)。這項(xiàng)研究揭示了正極界面電荷轉(zhuǎn)移動(dòng)力學(xué)遲緩是導(dǎo)致高能量密度和高倍率Li-S 電池性能下降的主要原因。

圖1. 從電池中拆卸循環(huán)電極的評(píng)估

總之，本文系統(tǒng)分析了在 0.2 C（1.5 mA cm^-2）的高循環(huán)倍率下，400 Wh kg^-1 級(jí)Li-S 軟包電池的性能退化機(jī)制。電池極化在二次放電平臺(tái)開(kāi)始時(shí)顯著增加，容量急劇下降，這是電池失效的主要特征。在貧電解質(zhì)和高倍率條件下，緩慢的正極硫化氧化動(dòng)力學(xué)被認(rèn)為是導(dǎo)致電池失效的主要限制因素。硫氧化還原動(dòng)力學(xué)的進(jìn)一步極化解耦表明，界面電荷轉(zhuǎn)移過(guò)程的活化極化主導(dǎo)了電池極化。

為了解決上述問(wèn)題，作者引入了 DMDSe 作為動(dòng)力學(xué)促進(jìn)劑，以改善高工作速率和高能量密度鋰離子電池的正極動(dòng)力學(xué)。使用基于 DMDSe 的電解液的軟包電池的實(shí)際能量密度保持在 428 Wh kg^-1，在 0.2 C（1.5 mA cm^-2）時(shí)電池極化降低到 200 mV，循環(huán)壽命也大大延長(zhǎng)，與基本電池的 2 個(gè)循環(huán)相比，延長(zhǎng)了 11 個(gè)循環(huán)。這項(xiàng)工作闡明了正極界面電荷轉(zhuǎn)移動(dòng)力學(xué)遲緩是導(dǎo)致高能量密度和高倍率Li-S 電池性能下降的主要原因，并啟發(fā)了構(gòu)建先進(jìn)Li-S 電池的促進(jìn)策略的合理設(shè)計(jì)。

圖2. 不同循環(huán)電池性能比較

Deciphering the Degradation Mechanism of High-Rate and High-Energy-Density Lithium–Sulfur Pouch Cells Advanced Energy Materials 2023 DOI: 10.1002/aenm.202301770

5. Advanced Materials：液態(tài)金屬基可拉伸鋅離子電池用于電子紡織品

電子紡織品與人體和周?chē)h(huán)境和諧互動(dòng)，為智能可穿戴電子產(chǎn)品帶來(lái)了巨大商機(jī)。然而，由于缺乏具有多功能設(shè)計(jì)的穩(wěn)定、可拉伸的動(dòng)力電極/器件，它們的廣泛應(yīng)用面臨著挑戰(zhàn)。

在此，西北工業(yè)大學(xué)官操教授團(tuán)隊(duì)報(bào)告了一種用于穩(wěn)定鋅離子電池（ZIB）的液態(tài)金屬基本征可拉伸纖維負(fù)極。得益于液態(tài)金屬的液態(tài)特性和優(yōu)異的可變形性，作者觀察到了優(yōu)化的鋅離子濃度分布和鋅（002）沉積行為，即使在拉伸條件下也能實(shí)現(xiàn)無(wú)枝晶性能。

因此，在應(yīng)變?yōu)?0%的情況下，ZIB在循環(huán)300次后仍能保持139.8 mAh cm^-3的高容量（相當(dāng)于初始值的83.0%），性能優(yōu)于裸鋅纖維基ZIB。此外，卓越的穩(wěn)定性和可拉伸性使纖維ZIB能夠進(jìn)一步與液態(tài)金屬基傳感器、焦耳加熱器和無(wú)線充電設(shè)備無(wú)縫集成，以用于人體信號(hào)測(cè)量和熱管理。

圖1. 低密度液態(tài)金屬纖維上的鋅沉積行為

總之，該工作報(bào)告了一種用于穩(wěn)定ZIB的本征可拉伸纖維狀液態(tài)金屬@鋅（LM@Zn）負(fù)極。液態(tài)金屬不僅具有良好的親鋅性和較低的離子遷移能壘，而且還表現(xiàn)出與鋅的合金化效應(yīng)，能正向誘導(dǎo)鋅（002）沉積，從而實(shí)現(xiàn)均勻的鋅離子分布和無(wú)枝晶的鋅沉積。此外，LM的液態(tài)和自愈特性進(jìn)一步增強(qiáng)了纖維ZIB的可拉伸性。

因此，在電流密度/容量分別為0.25 mA cm^-1和0.05 mAh cm^-1的條件下，LM@Zn//LM@Zn 對(duì)稱電池的長(zhǎng)期壽命超過(guò)了800小時(shí)。當(dāng)拉伸到50%時(shí)，纖維ZIB在循環(huán)300次后仍能保持139.8 mAh cm^-3的高容量（初始值的83.0%）。因此，基于LM的可拉伸ZIB和多功能紡織品將為下一代可穿戴電子產(chǎn)品鋪平一條開(kāi)創(chuàng)性的道路。

圖2. 基于LM的自供電多功能電子紡織品

Liquid Metal-based Stable And Stretchable Zn-ion Battery for Electronic Textiles Advanced Materials 2023 DOI: 10.1002/adma.202305812

6. Advanced Functional Materials：碳點(diǎn)構(gòu)建豐富界面結(jié)構(gòu)提高Sb/C復(fù)合材料的儲(chǔ)鈉能力

設(shè)計(jì)Sb/碳復(fù)合材料是提高鈉離子電池Sb負(fù)極循環(huán)穩(wěn)定性和倍率能力的有效策略。然而，碳的引入通常會(huì)導(dǎo)致比容量和初始庫(kù)侖效率（ICE）的損失。

在此，中南大學(xué)紀(jì)效波教授、侯紅帥教授等人采用了一種新的視角，即專(zhuān)注于提高碳（C）在Sb/C復(fù)合材料中的“傾斜能力”貢獻(xiàn)，而不是像傳統(tǒng)上那樣僅僅增加Sb的平臺(tái)容量。理論預(yù)測(cè)表明，構(gòu)建具有高Sb和碳界面面積的Sb/C復(fù)合材料可以提供更多的Na吸附位點(diǎn)，從而增強(qiáng)非晶碳的“傾斜能力”。

在DFT的指導(dǎo)下，通過(guò)將Sb納米點(diǎn)自包埋到摻雜N/S的二維非晶碳片中，成功制備了合理的Sb/C/NSCDs-2（N），Sb/C/NSCDs-2（N）具有豐富的Sb/碳界面面積和優(yōu)異的納米級(jí)效應(yīng)，表現(xiàn)出理想的電化學(xué)儲(chǔ)鈉性能。

圖2. 結(jié)構(gòu)表征

總之，該工作采用了一種基于理論計(jì)算的新策略。將Sb納米點(diǎn)巧妙地整合到碳基體中，得到了具有豐富Sb/碳界面的Sb納米點(diǎn)/碳復(fù)合材料。值得注意的是，邊緣碳的存在為Na吸附提供了充足的儲(chǔ)存空間，從而大大提高了復(fù)合材料的比容量。值得注意的是，這種邊緣碳被放置在復(fù)合材料的大部分中，戰(zhàn)略性地避免直接暴露于電解質(zhì)并有效減輕副反應(yīng)的發(fā)生。

因此，可以防止復(fù)合材料的ICE降解。Sb/C/NSCDs-2（N）在增加的ICE和實(shí)現(xiàn)高可逆比容量之間維持了微妙的平衡。該復(fù)合材料表現(xiàn)出卓越的鈉儲(chǔ)存性能，電流密度為 0.1 A g^-1時(shí)可提供了612.30 mAh g^-1的可逆容量。此外，該復(fù)合材料表現(xiàn)出80.22%的高ICE含量。

圖2. 電池性能

Constructing Rich Interfacial Structure by Carbon Dots to Improve the Sodium Storage Capacity of Sb/C Composite Advanced Functional Materials 2023 DOI: 10.1002/adfm.202306574

7. Angewandte Chemie International Edition：有機(jī)配位錳配合物作為高壓水系鋅金屬電池正極

水系鋅錳電池由于其本質(zhì)安全性和超低成本而被認(rèn)為是最有前途的可擴(kuò)展儲(chǔ)能系統(tǒng)。然而，傳統(tǒng)的鋅錳電池主要使用錳氧化物作為正極，電壓低，并且在循環(huán)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)正極溶解/歧化的問(wèn)題。

在此，中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所劉宇研究員&遲曉偉研究員團(tuán)隊(duì)首次構(gòu)建了基于高度可逆有機(jī)配位錳絡(luò)合物正極(聚丙烯酸酯錳，PAL-Mn)的高電壓、長(zhǎng)循環(huán)鋅錳電池。得益于PAL-Mn的不溶性羧酸配體可以抑制Mn³⁺在溫和電解質(zhì)中的穿梭效應(yīng)和歧化反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)配位態(tài)的Mn³⁺/Mn²⁺反應(yīng)，不僅提供1.67 V的高放電電壓，而且還表現(xiàn)出優(yōu)異的循環(huán)性能(4000次循環(huán)后容量保持率為100%)。高電壓反應(yīng)賦予鋅錳電池高比能量(0.2 A g^-1時(shí)為 600 Wh kg^-1)，具有廣闊的應(yīng)用前景。

圖1. Zn//PAL-Mn電池的示意圖

總之，該工作首次提出了一種在硫酸鹽體系中不加酸的情況下提高鋅錳水系電池系統(tǒng)電壓的創(chuàng)新方案。采用不溶性聚合物羧酸配體，在傳統(tǒng)的鋅錳水系電池上進(jìn)行了Mn³⁺/Mn²⁺(1.67 V vs. Zn²⁺/Zn)高壓氧化還原反應(yīng)。利用不溶性羧酸配體穩(wěn)定Mn³⁺，抑制正極在溫和硫酸鹽電解質(zhì)中的穿梭效應(yīng)和歧化反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了配位態(tài)Mn³⁺/Mn²⁺的轉(zhuǎn)化反應(yīng)。

通過(guò)對(duì)儲(chǔ)能機(jī)理的深入研究，證明了其載流子為H⁺。PAL-Mn³⁺/PAL-Mn²⁺的氧化還原反應(yīng)伴隨著質(zhì)子的脫出和嵌入。與已有報(bào)道的其他金屬-有機(jī)復(fù)合正極材料不同，PAL-Mn是通過(guò)PAL-Na的羧基對(duì)水溶液中Mn²⁺的配位吸附合成的。通過(guò)調(diào)節(jié)放電截止電壓，設(shè)計(jì)了兩種工作模式。在高壓/高穩(wěn)定性模式和高容量/高能量密度模式下，在1.0 A g^-1和0.2 A g^-1下分別實(shí)現(xiàn)了4000次循環(huán)無(wú)退化和600 Wh kg^-1。因此，該錳基配位復(fù)合材料為在溫和電解質(zhì)條件下工作的高壓鋅錳電池提供了一種新的解決方案。

圖2.電池性能

An Organic Coordination Manganese Complex as Cathode for High-Voltage Aqueous Zinc-metal Battery Angewandte Chemie International Edition 2023 DOI: 10.1002/anie.202309430

8. ACS Nano：非化學(xué)計(jì)量 Cu₂-xSe 作為水系鋅離子電池負(fù)極

水系鋅離子電池(AZIBs)因其資源豐富、材料成本低、安全性高等優(yōu)點(diǎn)而受到廣泛關(guān)注。然而，鋅金屬負(fù)極對(duì)腐蝕和析氫的敏感性限制了其進(jìn)一步的實(shí)際應(yīng)用。用插層型負(fù)極材料代替金屬鋅并構(gòu)建搖椅型電池可能是顯著延長(zhǎng)AZIBs循環(huán)壽命的有效方法。

在此，華中科技大學(xué)大黃云輝教授&李真教授團(tuán)隊(duì)通過(guò)簡(jiǎn)單的氧化還原反應(yīng)呈現(xiàn)出具有不同晶相結(jié)構(gòu)的硒化銅作為AZIBs的負(fù)極。通過(guò)對(duì)不同硒化銅相的比較分析，發(fā)現(xiàn)立方Cu_2-xSe表現(xiàn)出優(yōu)異的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和高度可逆的Zn²⁺貯存。理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)一步表明，立方Cu_2-xSe具有更高的電導(dǎo)率、更高的Zn²⁺吸附能和更低的擴(kuò)散勢(shì)壘，從而促進(jìn)Zn²⁺離子的儲(chǔ)存可逆性和(脫)插動(dòng)力學(xué)。

圖1. 電池性能對(duì)比

總之，該工作通過(guò)快速氧化還原反應(yīng)合成了具有不同相結(jié)構(gòu)的硒化銅，并將其用作水系ZIB的負(fù)極。綜合理論計(jì)算和電化學(xué)結(jié)果表明，立方Cu_2-xSe電極比六方CuSe電極具有優(yōu)異的穩(wěn)定性、更好的導(dǎo)電性和更低的Zn²⁺擴(kuò)散勢(shì)壘。

結(jié)果顯示，即使在5.6 mA cm^-2下經(jīng)過(guò)3250次循環(huán)(>4100 h)后，Cu_2-xSe電極仍表現(xiàn)出3.1 mAh cm^-2的高可逆容量，并且在26 mA cm^-2下的累積容量高達(dá) 26 A h cm^-2，優(yōu)于最先進(jìn)的替代鋅負(fù)極。具有MnO₂/CNT陰極的全電池表現(xiàn)出高可逆容量和在N/P≈1.53時(shí)超過(guò)1500次循環(huán)的長(zhǎng)循環(huán)壽命。這項(xiàng)工作提供了一種具有巨大潛力的無(wú)鋅金屬負(fù)極材料，為推動(dòng)AZIBs在大規(guī)模儲(chǔ)能領(lǐng)域的應(yīng)用邁出了堅(jiān)實(shí)的一步。

圖2. 全電池性能

Phase Engineering of Nonstoichiometric Cu2–xSe as Anode for Aqueous Zn-Ion Batteries ACS Nano 2023 DOI: 10.1021/acsnano.3c06361

原創(chuàng)文章，作者：菜菜歐尼醬，如若轉(zhuǎn)載，請(qǐng)注明來(lái)源華算科技，注明出處：http://m.xiubac.cn/index.php/2023/12/14/bfe7e5ec41/

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：梁叔全、朱大明、汪國(guó)秀、黃佳琦、官操、紀(jì)效波、劉宇等成果

2. Advanced Materials ：雙拓?fù)?非拓?fù)浞磻?yīng)TiSe2正極助力水系電池

3. Advanced Functional Materials：用于高能鈉離子電池的應(yīng)力自適應(yīng)雙金屬恒星結(jié)構(gòu)納米球

4. Advanced Energy Materials：解密高倍率和高能量密度鋰硫軟包電池的降解機(jī)制

5. Advanced Materials：液態(tài)金屬基可拉伸鋅離子電池用于電子紡織品

6. Advanced Functional Materials：碳點(diǎn)構(gòu)建豐富界面結(jié)構(gòu)提高Sb/C復(fù)合材料的儲(chǔ)鈉能力

7. Angewandte Chemie International Edition：有機(jī)配位錳配合物作為高壓水系鋅金屬電池正極

8. ACS Nano：非化學(xué)計(jì)量 Cu2-xSe 作為水系鋅離子電池負(fù)極

相關(guān)推薦

電池頂刊集錦：梁叔全、朱大明、汪國(guó)秀、黃佳琦、官操、紀(jì)效波、劉宇等成果

2. Advanced Materials ：雙拓?fù)?非拓?fù)浞磻?yīng)TiSe₂正極助力水系電池

***3. Advanced Functional Materials*：用于高能鈉離子電池的應(yīng)力自適應(yīng)雙金屬恒星結(jié)構(gòu)納米球**

8. ACS Nano：非化學(xué)計(jì)量 Cu₂-xSe 作為水系鋅離子電池負(fù)極