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置顶 集群大讲堂首批付费课程上线!
2020年3月,一个不经意间的想法,擦出了“集群大讲堂”的火花。 没过多久,这个寄予着我们希望与梦想的“儿子”——集群大讲堂正式上线。穿梭回现在,才惊觉集群大讲堂已经走过了整整10…
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新的溶剂描述符?!清华大学何向明研究员和王莉副研究员AEM: 静电势作为溶剂描述符,实现锂电池电解液的合理设计
研究背景 锂离子电池(LIB)作为电化学储能器件的使用取得了实质性进展。然而,新电池的实施总是受到不希望发生的电极/电解质界面反应的阻碍。因此,迫切需要优化电解质以匹配不断发展的电…
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清华李金惠教授&麻省理工李巨教授:废LiCoO2电池机械化学升级循环再生为新型LiNi0.80Co0.15Al0.05O2电池!
研究背景 虽然锂离子电池(LIBs)已经彻底改革了消费电子、交通和能源市场,但在LIBs失效后,数以百万计吨的重要金属资源进入到城市废物流中。废旧电池处理不当会造成严重污染和火灾事…
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华南理工胡仁宗ACS Energy Lett.: InSb,稳定的循环负极使锂电在零度下快速充电
研究背景 在-40°C以下的超低温环境下,可用于LIBs的负极中,只有Li4Ti5O12 (LTO)已经商业化,但其理论比容量仅为175 mAh/g,且工作电压过高,导致电池能量密…
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尉海军团队高价W掺杂策略来调节高内正极纳米畴结构和初级粒子
研究背景 传统的高镍正极材料的稳定策略,如表面包覆和元素掺杂,通常对微观结构的调节影响较小,因此很难缓解相变过程中积累的应变导致的结构降解。微观结构起着至关重要的作用,但对无钴高镍…
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潘锋教授、褚卫国研究员、杨培华研究员构建榫卯结构稳定高镍层状正极
研究背景 高镍层状氧化物是锂离子电池最有前途的正极,但循环过程中的化学力学障碍和较大的第一循环容量损失阻碍了其在高能电池中的应用。因为在循环过程中层间离子的插入和脱出,各向异性体积…
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中南大学周江教授Angewandte Chemie 废富镍正极直接升级为富锂单晶正极的通用熔盐法!
研究背景 目前,通过提取金属元素回收废lib的研究已经取得了巨大的成果,然而,它们普遍存在程序繁琐、成本高、污染严重等问题。考虑到对正极颗粒可忽略不计的破坏和生态友好的过程,使用锂…
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德克萨斯大学奥斯汀分校Arumugam Manthiram教授AFM:稳定无钴、超高镍锂离子电池阴极的界面相
研究背景 高镍层状氧化物阴极,如LiNi1-x-yMnxCoyO2 (NMC)和LiNi1-x-yCoxAlyO2 (NCA),是高能量密度锂离子电池应用的前沿。然而,这两种阴极化…
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清华大学化工系刘凯团队ACS Nano:新型“大位阻”配位溶剂化结构调控策略实现稳定超高压锂金属电池的安全不燃电解液
研究背景 锂金属负极凭借其超高理论比容量(3860 mAh g-1)和极低的电势(-3.04 V vs.SHE)被认为有希望取代碳基负极成为下一代储能体系的核心负极材料。但电极和电…
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韩国UNIST ACS Energy Lett.:低温电子显微镜观察锂负极上的双层SEI
研究背景 研究SEI对电池性能的影响是开发稳定锂金属电池的关键。尽管如此,SEI的确切纳米结构和工作机制仍然不清楚。从根本上说,在金属沉积的稳定性上,电极表面SEI层的影响与电解液…
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华中科技大学黄云辉教授&浙江大学陆俊教授EES:高效、低碳、卷对卷电池材料回收!
研究背景 锂离子电池(LIBs)电池的应用激增,在可预见的未来电池寿命为8−10年后,最终将导致大量消耗。对这些废电池的处理不当可能会引起人们对安全和环境污染的严重担忧。此外,电动…
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韩国UNIST ACS Energy Lett.:低温电子显微镜观察锂负极上的双层SEI
研究背景 研究SEI对电池性能的影响是开发稳定锂金属电池的关键。尽管如此,SEI的确切纳米结构和工作机制仍然不清楚。从根本上说,在金属沉积的稳定性上,电极表面SEI层的影响与电解液…
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阿贡实验室Chem发文再谈Zn2+配位环境
研究背景 随着储能技术逐渐成为现代社会不可或缺的一部分,不断增长的储能需求对各种电池材料提出了重要的科学挑战。寻找能够超越当前锂离子电池的新型电化学体系,包括水系、非水系和混合溶剂…
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昆明理工大学王丁副教授,董鹏教授和清华大学李宝华教授J. Energy Chem:新型非溶剂化氟磺酰羧酸酯实现高压宽温锂金属电池
研究背景 创建可靠的高密度储能系统的挑战促使许多关于设计具有金属锂负极和高容量正极的锂金属电池(LMBs)的研究。然而,LMBs容易出现诱发电解质分解的问题,在有限的温度范围外功能…
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哈工大尹鸽平&娄帅锋团队Matter:相结工程触发内置电场助力-30℃快充电池
研究背景 快速充电锂离子电池在低温(<30℃)下的高运行能力对于寒冷地区电网的频率调节和峰值负荷转换至关重要。然而,其低温性能受到Li+扩散缓慢和高压极化的困扰。石墨作为一种…
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中科院青岛能源所崔光磊:同步辐射CT技术揭示正负极串扰失效机理:不均匀的离子通量
研究背景 目前已有大量工作研究全固态锂金属电池ASSLMB的衰退机理。目前研究表明,电池性能恶化的主要原因包括:正极活性颗粒脱嵌锂过程中的体积变化/裂解/正极与电解质界面元素互渗;…
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美国陆军研究实验室Jan L. Allen教授:高镍正极在满电状态下的降解机理及锑掺杂改性
研究背景 与实验室测试条件不同的是,实际应用中,电池通常不会在充满电后立即放电,而是在使用前(满电状态下)搁置一段时间。这种满电状态的搁置将对正极材料施加巨大的电化学应力,导致许多…
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韩国蔚山国立科学技术院Jaephil Cho EES:缺陷石墨烯作为碳质锂金属主体提高液态、固态全电池性能
研究背景 金属锂因其较高的理论比容量和最低的氧化还原电位(相对于标准氢电极为−3.04 V)而被视为下一代电池的最终负极。然而它的实际应用受到了几个巨大挑战的阻碍:Li的高化学反应…
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美国阿贡国家实验室John T. Vaughey:硼酸盐基可充钙硒电池
研究背景 钙金属的氧化还原电位低,钙化合物丰度高,因而钙离子电池(CIB)是一种很有前途的下一代储能系统。为了继续开发CIB,需要发现高能量密度的钙离子正极来实现实际的能量密度值。…
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天大许运华教授AM:通过双阴离子调节电解质实现实用的高能量密度锂金属电池
研究背景 使用锂金属负极和高压正极的锂金属电池(LMB)被认为是最有前途的高能量密度电池技术之一。然而,其实际应用在很大程度上受到锂金属负极枝晶生长、正极结构快速退化和电极-电解质…
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首尔国立大Jongwoo Lim ACS Energy Lett.:全固态电池的单片100%硅片负极在室温下实现高面积容量
研究背景 与使用易燃有机液体电解质的传统锂离子电池相比,使用硫化物基电解质的全固态电池ASSBs提供了理想的几何结构,以获得更高的能量密度和更高的安全性。然而,由于锂的低还原电位和…
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中科院化学所的郭玉国研究员与辛森研究员AEM:预锂化功能隔膜实现长循环高能锂离子电池
研究背景 在高能量密度的锂离子电池中,硅基(如Si或SiOx,x≈1)负极材料与富镍层状氧化物正极材料(如LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2,缩写为NCM811)显示出实现高能…
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打开稳定低温锂金属负极的极化和可逆性限制
研究背景 近年来,高浓缩电解液(HCE)、局部高浓缩电解质(LHCE)、和弱溶剂化电解液(WSE)的新设计概念将锂金属负极的循环可逆性带入了一个新时代,其中的核心谜团是阴离子衍生的…
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麻省理工李巨AM:超薄硅化锂中间层助力高性能固态锂金属电池
研究背景 近年来,石墨在锂离子电池(LIBs)中的低理论容量(372 mAh g−1)已经不能满足人们对高能量密度的安全可充电电池的需求。人们尝试使用具有高理论比容量和低还原电位的…
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双功能 V2C MXene 组件促进实用锂硫电池的硫释放动力学和锂离子筛分!
研究背景 锂硫 (Li–S) 电池被认为是最有希望实现 500 Wh kg–1能量密度的电池之一。然而,穿梭效应、缓慢的硫转化动力学和锂枝晶生长等挑战严重阻碍了实际实施。在此,多尺…
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首尔国立大学Jongwoo Lim教授:锂电正极煅烧过程中的固态反应异质性
研究背景 在固态煅烧过程中,随着温度的升高,材料经历了复杂的相变,并具有非均相的固态反应和质量传输。因此,煅烧化学的精确控制对于合成最先进的富镍层状氧化物至关重要。虽然电池的性…
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德国弗劳恩霍夫陶瓷技术和系统研究所Christian Heubner团队AFM:零过量锂金属电池的基准测试和关键设计考虑因素
研究背景 在充电过程中原位形成锂负极的零过量锂金属电池(ZELMBs)在增加能量密度和促进电池生产方面具有巨大的潜力。但ZELMBs的实际应用受到与Li的不均匀沉积行为相关挑战的限…
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MIT邵阳院士AEM mini综述:通过溶剂化作用调控电解液性质和氧化还原反应
研究背景 任何电化学装置的核心都是导离子电隔电子的电解液,其离子电导率和转移数决定了装置的功率上限。由于电解液与两个电极都接触,因此它还必须对电极材料和工作电压表现出…
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Gianluigi A. Botton团队探索钨作为高镍正极掺杂剂的神秘行为
研究背景 原子掺杂是改变阴极宿主晶体并增强其结构的最传统的方法之一。在这方面,人们已经做了大量的工作来确定最佳的候选掺杂剂,一些具有高价态的阳离子已经引起了极大的关注。与其他常见的…
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纽约州立大学M. Stanley Whittingham ACS Energy Lett.:锂金属电解质的高压与高温稳定性探究
研究背景 高能锂金属电池的关键挑战是树枝状锂的形成、差的CE以及与高压正极的兼容性问题。为了解决这些问题,一个核心策略是设计新型电解质。大多数电解质溶剂在低电压下对强还原性锂金属不…
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