午夜精品一区二区三区在线视频,美日韩一区二区,国产婷婷97碰碰久久人人蜜臀

另辟蹊徑——超晶格型正極材料實現高穩定性可充電鋁電池

時間:2022-11-20 13:13來源:能源學人作者:Energist

點擊: 次

【研究背景】

可充電鋁電池（RABs）作為新一代儲能體系，因其具有高安全性、高能量密度及原料來源廣泛低成本等優勢受到研究者們的廣泛關注。然而由于鋁離子（Al³⁺，364 C mm^-³）的高本征電荷密度（六倍于鋰離子），使得其在傳統電極材料上的反應需要克服強庫侖力的作用，這往往會造成較大的晶格應變，產生電極材料粉化和較差的循環穩定性，這也是RABs正極材料的核心挑戰。

【工作介紹】

針對這一挑戰，近日北京工業大學胡宇翔教授團隊、李洪義教授等人提出了一種超晶格型新型正極材料體系，以超晶格型硒化鎢正極材料（S-WSe₂）為例研究，基于超晶格材料帶來的穩定的晶體結構和擴展的層間間距，有效釋放高電荷密度Al³⁺造成的電極材料不可逆損壞的應力應變。實現了長循環穩定性（在2 A g^-1下循環超過1500圈容量仍可以達到 110 mAh g^-1）。并且通過非原位XPS和TEM以及原位XRD和Raman表征探究了其充放電過程中鋁離子的嵌入脫出機制。該工作成果以“Superlattice-Stabilized WSe₂ Cathode for Rechargeable Aluminum Batteries”為題發表在《Small Methods》上，崔方艷為本文第一作者。

示意圖1. 傳統WSe₂和超晶格型S-WSe₂電極經過長期循環后的結構演化。

【核心內容】

層狀過渡金屬二鹵代化合物（TMDCs）具有適當的鋁-硒/硫鍵、可調節的層間間距和理論上豐富的離子容納能力，近年來受到了廣泛關注。其中，硒化鎢（WSe₂）因其理論上的高容量、高導電性、寬的層間空間和合適的金屬-硒鍵合作用而在金屬離子電池中具有良好的應用前景，但未在RABs中報道過。然而，強靜電力與固有的高電荷密度Al³⁺的相互作用仍然會導致不可逆的破壞和活性材料的粉碎/溶解（示意圖1a）。因此，開發一種穩定WSe₂結構的新策略，對于新一代儲能體系RABs的研究是極其必要的。超晶格型化合物是由兩個（或兩個以上）交替周期性成分組成的材料，特別適合容納高電荷密度的活性離子。因此，本文采用簡單的化學合成方法在TMDCs（以WSe₂為例）中引入有機分子來構建超晶格型正極達到Al³⁺的可逆嵌入/脫出，實現電極的長期循環穩定性。

圖1. 超晶格型S-WSe₂的表征。a）S-WSe₂和原始WSe₂的XRD譜圖。b）W4f，c）Se 3d，d）Na 2p在S-WSe₂中的XPS譜圖。e）SEM圖，f）TEM圖。g）S-WSe₂的HR-TEM圖，h）層間距離剖面圖. i) S-WSe₂的HAADF-STEM圖和mapping。

圖2. S-WSe₂和WSe₂的電化學性能測試。a）掃描速率為0.50 mV s^-1時S-WSe₂在0.25 V-1.95 V的CV曲線，b）電流密度為100 mA g^-1時的放電-充電曲線，c）恒電流間歇滴定技術（GITT）曲線，d）與其他典型的RABs正極材料的倍率性能比較，e）電化學阻抗譜（EIS）曲線及其擬合結果，f）S-WSe₂在500 mA g^-1時的長期循環穩定性，g）S-WSe₂在2 A g^-1的高電流密度下的循環穩定性測試。

圖3. S-WSe₂正極在RABs中的反應機制研究。

本研究提出了一個超晶格型S-WSe₂作為典型正極并研究其鋁電池正極性能，發現其長期穩定性大大提高。通過DFT模擬驗證，在S-WSe₂中引入陰離子有機層（SDBS）不僅能抑制晶體應變，提高晶體穩定性，減少活性物質溶解，還能擴大層間空間，降低擴散能壘，提高擴散動力學行為。相應的，S-WSe₂在TMDCs中表現出最佳的循環穩定性，顯著增強的倍率性能。同時，通過各種原位/非原位表征詳細揭示了超晶格型S-WSe₂電極的反應機制。綜上，這種超晶格結構和有機插層策略為克服RABs固有的弱點，并開發高穩定性電極開辟了新的方向。

(責任編輯：子蕊)

文章標簽：鋁電池

作者：Energist ，如若轉載，請注明出處：http://www.gdthjx.com/qianyan//2022112040645.html

看完這篇還不夠？如果你也也是同行業需要發布您的新聞報道，請戳這里告訴我們！

免責聲明：本文僅代表作者個人觀點，與中國電池聯盟無關。其原創性以及文中陳述文字和內容未經本網證實，對本文以及其中全部或者部分內容、文字的真實性、完整性、及時性本站不作任何保證或承諾，請讀者僅作參考，并請自行核實相關內容。
凡本網注明 “來源：XXX（非中國電池聯盟）”的作品，均轉載自其它媒體，轉載目的在于傳遞更多信息，并不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責。
如因作品內容、版權和其它問題需要同本網聯系的，請在一周內進行，以便我們及時處理。
QQ：503204601
郵箱：cbcu@cbcu.com.cn

猜你喜歡

Skoltech提出重新排列正極結構的新方法將電池能量密度提升25% 研究人員通過微調合成過程，細微地整合惰性鹽，以促進形成球形粒子，而不是八面體形狀粒子，從而改變了兩種常見NMC的組態。 2022-11-14 09:13	伍倫貢大學引入新型分子軌道相互作用提高鋰離子電池正極材料的穩定性由伍倫貢大學（University of Wollongong）超導與電子材料研究所負責的國際團隊證實，通過引入新型分子軌道相互作用，可以提高鋰離子電池正極材料的結構穩定性。 2022-11-10 21:50
Chem. Mater.新見解：鋰電池無鈷正極材料LMNO反應機制 LiNi0.5Mn1.5O4（LNMO）是下一代鋰離子電池極具潛力的正極材料。 2022-08-23 11:31	研究人員發現鋰離子電池正極能量損失的原因新研究表明，充放電時的工作電壓差異，導致能量效率低下。 2022-06-24 08:41
全固態電池中富Li層狀正極在原位脫鋰下的孔隙演變第一作者：Shuang Li 通訊作者：Sooyeon Hwang 通訊單位：美國布魯克海文國家實驗室【文章簡介】電極和電解質界面之間的物化性質是決定電極電化學性能的關鍵因素，目前針對固態電解質的界面反應缺乏深入的認知，原位實時監測界面化學反應過程中的結構變化 2022-06-21 11:42	中科院深圳先進院團隊：電池正極材料研究接近“天花板” 近日，一款受得了炎熱氣候、扛得住冰天雪地，充電快速、成本還低的鋰電池成功量產，在業界引起了不小反響。這款全新鋰電池來自中科院深圳先進院團隊。 2022-06-08 10:20
動力電池“巧妙破局“：廢舊LFP正極材料重獲新生近日，中南大學張佳峰教授團隊提出了一種綠色環保、高效可行的廢舊電池回收再生工藝，成功實現了對廢棄磷酸鐵鋰電池中正極的修復再利用，即在Li2SO4溶液中連續地進行自發和電驅動相結合的鋰化過程來修復LiFePO4正極材料。 2022-05-13 10:09	下一代無鈷正極——電池行業鈷問題的潛在解決方案美國樹嶺國家實驗室的Nitin Muralidharan和Ilias Belharouak等人在Advanced Energy Materials上發表綜述文章，總結了最近無鈷正極的研究進展，包括層狀、尖晶石、橄欖石和無序巖鹽型材料。 2022-03-16 10:45
寧夏高鎳鋰離子電池正極材料生產技術取得新突破近日，由寧夏中化鋰電池材料有限公司承擔的2019年自治區重大科技項目“高容量鋰離子電池三元正極材料關鍵技術研究及產業化應用”順利通過驗收，在高容量高鎳鋰離子電池正極材料生產技術上取得新突破。 2022-03-01 12:15	中國科學院大學提出穩定高電壓鈷酸鋰正極材料新策略　近日，中國科學院大學材料科學與光電技術學院教授劉向峰團隊利用中子衍射、同步輻射吸收譜、共振非彈性X射線散射、微分電化學質譜、高角環形暗場掃描透射電子顯微鏡及DFT計算等，首次發現表面氧逃逸及其誘導形成的Li絕緣體Co3O4是造成4.6V高電壓LiCoO2容量 2021-12-21 10:14

專題

更多

2022鋰電池企業實驗室建設及電池標準與檢測培訓班

電池制造工程師培訓暨國內電池行業職業等級評價（高級）班

相關新聞

Skoltech提出重新排列正極結構的新方法將電池能量密度提升25%

研究人員通過微調合成過程，細微地整合惰性鹽，以促進形成球形粒子，而不是八面體形狀粒子，從而改變了兩種常見NMC的組態。

2022-11-14 09:13
伍倫貢大學引入新型分子軌道相互作用提高鋰離子電池正極材料的穩定性

由伍倫貢大學（University of Wollongong）超導與電子材料研究所負責的國際團隊證實，通過引入新型分子軌道相互作用，可以提高鋰離子電池正極材料的結構穩定性。

2022-11-10 21:50
Chem. Mater.新見解：鋰電池無鈷正極材料LMNO反應機制

LiNi0.5Mn1.5O4（LNMO）是下一代鋰離子電池極具潛力的正極材料。

2022-08-23 11:31
研究人員發現鋰離子電池正極能量損失的原因

新研究表明，充放電時的工作電壓差異，導致能量效率低下。

2022-06-24 08:41
全固態電池中富Li層狀正極在原位脫鋰下的孔隙演變

第一作者：Shuang Li 通訊作者：Sooyeon Hwang 通訊單位：美國布魯克海文國家實驗室【文章簡介】電極和電解質界面之間的物化性質是決定電極電化學性能的關鍵因素，目前針對固態電解質的界面反應缺乏深入的認知，原位實時監測界面化學反應過程中的結構變化

2022-06-21 11:42
中科院深圳先進院團隊：電池正極材料研究接近“天花板”

近日，一款受得了炎熱氣候、扛得住冰天雪地，充電快速、成本還低的鋰電池成功量產，在業界引起了不小反響。這款全新鋰電池來自中科院深圳先進院團隊。

2022-06-08 10:20
動力電池“巧妙破局“：廢舊LFP正極材料重獲新生

近日，中南大學張佳峰教授團隊提出了一種綠色環保、高效可行的廢舊電池回收再生工藝，成功實現了對廢棄磷酸鐵鋰電池中正極的修復再利用，即在Li2SO4溶液中連續地進行自發和電驅動相結合的鋰化過程來修復LiFePO4正極材料。

2022-05-13 10:09
下一代無鈷正極——電池行業鈷問題的潛在解決方案

美國樹嶺國家實驗室的Nitin Muralidharan和Ilias Belharouak等人在Advanced Energy Materials上發表綜述文章，總結了最近無鈷正極的研究進展，包括層狀、尖晶石、橄欖石和無序巖鹽型材料。

2022-03-16 10:45

本月熱點

動力電池：2022年產量確定大增；2023年產能或過剩

2022年行至10月下旬，三季度數據揭開面紗，全年走勢也大體可判。由于全球貿易糾紛和產業自主的思潮，全球動力電池格局正在發生深遠變化。

2022-10-21 08:38
國城三元正極材料生產項目（一期）在莆田簽約

國城三元正極材料生產項目計劃總投資100億元，建設年產10萬噸正極材料生產線等項目。其中，一期總投資50億元，達產后年產鋰電材料5萬噸，實現年產值近200億元。

2022-11-13 12:59
總投資過百億！年處置40萬噸動力鋰電池項目落戶湖北仙桃

10月25日下午，湖北省仙桃市政府與京科控股有限公司、深圳衡豐科技能源集團有限公司簽訂年處置40萬噸動力鋰電池項目投資協議和中國（中部）數字經濟產業園項目框架合作協議。

2022-10-27 11:27
總投資150億元鋰產業項目落戶江西上饒

上饒日報作者：陳紹鵬、徐蕓 10月27日上午，江西省上饒市橫峰縣與江西贛鋒鋰業集團股份有限公司總投資150億元鋰產業項目簽約儀式舉行。據悉，江西贛鋒鋰業集團股份有限公司將積極融入上饒鋰電發展戰略，計劃投資150億元，建設鋰礦采選冶一體化項目，其中，

2022-10-30 11:28
固態電池巨頭即將開啟IPO！

清陶（昆山）能源發展股份有限公司或將成為中國A股第一家固態電池企業。

2022-11-10 21:58
電池回收開啟新賽道動力電池回收前景分析

動力電池回收是指將回收到的廢舊動力電池通過拆解提煉稀有金屬的方式進行再次利用，是將廢舊的動力電池進行資源化處理。

2022-11-03 11:33
“寧王”逆勢領跌，電池廠減產在即？兩則“傳聞”追根溯源

產能利用率低、產能過剩，增速下滑，電池廠是否真的將面臨減產？

2022-11-15 10:57
鈉離子電池“量產元年”到來，鋰電池成本之痛能否緩解？

隨著新能源汽車市場的火爆，動力電池需求大增，在動力電池技術路線上鋰離子電池“獨霸天下”。

2022-10-31 09:07

歡迎投稿

聯系人：王女士
Email：cbcu#cbcu.com.cn
發送郵件時用@替換#
電話：010-56284224

在線投稿