学术动态
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湖南大学马建民Angew:高抗氧化电解质实现4.7 V钠金属电池
研究背景 钠金属电池因其丰富的钠资源和较低的氧化还原电位(2.71 V vs SHE)而受到越来越多的关注。高工作电压对于提高电池能量密度非常重要,但由于电解质的抗氧化性差,工作电…
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乔世章Angew:Li-S电池贫电解液,专注催化剂与溶剂的相互作用
研究背景 过量电解质将导致Li-S电池的实际能量密度远低于其理论值。因此,减少Li-S电池的电解液用量至关重要。然而,在贫电解液条件下,硫阴极通常经历缓慢的还原动力学,导致电池的输…
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阿贡国家实验室Angew:“无氟”SEI实现高度可逆的金属钠负极
01 研究背景 金属钠负极的低还原电位和高理论容量使其有望实现高能量密度金属钠电池(SMBs),但其商业化面临诸多挑战,这些挑战与电解质相容性和负极界面现象相关。与金属锂负极不同,…
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Nature Commun.:二维矿物水凝胶衍生的异质结构锚定单原子,实现超稳定析氢反应
研究背景 氢气因具有能量密度高、在空气中燃烧时排放的污染物少等优点而成为一种有备受关注的能源。在各种制氢方法中,电化学方法是较容易和更经济的。其中商业贵金属基HER电催化剂的高成本…
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东京大学Nature Energy:74种电解质!揭秘锂金属电池库伦效率低的隐藏因素
01 研究背景 由于其具有高理论容量(3860 mAh g-1)和极低电极电势(-3.04 vs. SHE),锂金属负极是实现高能量密度锂金属电池理想负极材料。然而,低库伦效率(C…
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清华张强Angew:锂金属用热稳定的富聚合物固体电解质间相
01 研究背景 在过去的几十年里,锂离子电池(LIBs)的成功促进了电子设备和交通系统的发展。然而,电动汽车对电池能量密度和安全性有着较高的要求,而目前基于石墨负极的LIBs尚不能…
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清华张强&北理工张学强AM:去溶剂化调控加速锂电池低温界面动力学
研究背景 01 锂(Li)金属电池的能量密度有望超过400 Wh kg-1,但在-30℃以下的极端温度下,它们的实际可逆容量会出现严重的容量退化。这种电池失效与界面过程的动力学阻抗…
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南开大学王欢:单原子位点激活锌成核
研究背景 由于锌金属储量丰富、成本低廉,且具有高比容量(820 mAh g-1)和低氧化还原电位(-0.752 V vs.SHE)的良好电化学特性,使得水系锌离子电池(ZIBs)在…
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哈工大&南大Nat. Commun.:经典熵态调节提升正极材料可逆容量
01 研究背景 目前人们对于高容量正极的需求愈发迫切,高电压可提升正极材料比容量,但是传统的过渡金属氧化物会出现TM和Li的迁移。导致材料结构、对称性及物相改变。因此,构建高容量正…
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EES:Li/Na交互设计思想,深度解析富锂材料高容量起源
研究背景 为设计具有高能量密度的锂/钠离子电池,具有O2-氧化还原特性的层状氧化物正极材料备受研究者关注。O2-氧化还原现象最初被发现于富锂锰基层状氧化物中(Li2MnO3,也可以…
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Nat. Commun.:二维石墨烯多层纳米限域金属有机框架获得超高析氧活性
研究背景 十几年来,利用电催化剂将水电化学转化成环境友好且可持续的氢能源已被广泛研究。作为水分解反应的瓶颈,阳极的析氧反应(OER)需要相对较大的热力学势来克服其四“电子̵…
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北理工Angew:“聚合物-无机”界面设计,高性能水系锌离子电池
研究背景 近年来,因具有高安全性、低成本、环境友好、高理论容量(820 mAh g-1)和较低氧化还原电位(-0.76 vs. SHE)等优点,水系锌离子电池(AZIBs)备受关注…
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化学所文锐&西安大略孙学良院士Angew:准固态电池中单晶高镍正极的表面退化机理及ALD改性研究
【研究背景】 与传统的多晶正极材料相比,固态锂电池(SSLBs)的单晶高镍正极具有优异的循环稳定性。理论上,单晶NCM正极在与电解质的相互作用中具有较高稳定性。另一方面,多晶正极中…
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Clare P. Grey院士JACS综述:如何用NMR技术深度解析锂电池正极材料?
研究背景 锂离子电池(LIBs)不仅可以用于电动汽车等日常生活,还可用于电网级规模化储能,将对发展可持续能源方面起到关键作用。为确保锂离子电池更有竞争力,其必须具备低成本、高安全、…
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哈工大(深圳)魏军团队AFM:3D打印超级电容器:技术、材料、设计及应用
第一作者:李萌瑞,周仕强 通讯作者:陈丽娜,于素竹,魏军 通讯单位:哈尔滨工业大学(深圳) 01 研究背景 超级电容器,因其超快的充放电速率、超长的循环寿命和超高的安全性,在各种…
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电子科技大学Nano Res.:解析异质SEI调控锂沉积行为的内在机制
背景介绍 锂(Li)金属具有高的理论比容量和最低的电化学势,被视为高能电池负极材料的最终选择。然而,由枝晶引发的安全问题阻碍了锂金属电池的实际应用。设计稳健的人工固体电解质界面…
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成会明院士JACS:低熔点共晶盐实现高降解层状正极的高效直接回收
研究背景 近年来,随着对电动汽车、便携式电子设备和电化学储能需求不断增加,锂离子电池(LIBs)的使用急剧增长。LIB寿命有限,从而产生大量废LIB,因此对其回收利用非常重要。提取…
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JACS:揭示尖晶石催化剂几何构型影响HER活性的机理
研究背景 过渡金属基催化剂的局部几何构型会显著影响其催化活性。为了有效选择和精确构建有利于催化反应的几何构型,阐明不同几何构型对催化活性的具体贡献,并进一步挖掘导致催化活性差异的潜…
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Sci. Adv.:91%!高水系电池锌利用率
研究背景 因其具有成本低、容量高、环境友好等优点,金属锌电池引起了广泛关注。但是基于沉积-溶解反应的锌金属电极仍然面临着枝晶生长,以及负极利用率低的问题。几十年来,研究人员经历了艰…
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黄富强/刘建军Nature子刊: 富S空位的1T'''-MoS2电荷自我调节增强HER活性
通讯作者:黄富强 刘建军 通讯单位:中国科学院上海硅酸盐研究所 中国科学院大学 上海材料…
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为啥同样是碳,性能千差万别?因为碳表面的玄机我们知道得太少
碳是一类古老,却又在如今各材料研究领域中颇为活跃的材料。 以能源存储转化领域为例,石墨、C60、碳纳米管、碳黑、玻璃碳、碳点、石墨炔,乃至非晶的无定型碳,都被广泛用于制备或表征电池…
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清华李亚栋院士JACS:Janus电极实现高性能Na-S电池
1 研究背景 室温钠硫电池因其理论能量密度高、成本低、资源丰富、环境友好等优点而受到人们的广泛关注。但它仍然面临以下挑战:(1)硫正极及其放电产物的低电导率,反应动力学缓慢,多硫化…
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崔屹&鲍哲南Nano Lett.:金属锂负极形貌的电流依赖机制
研究背景 安全耐用的锂金属电池需要均匀的锂沉积形貌。电解液修饰能够调控锂沉积,并提高电池的可循环性。然而,电池在快充条件下还是能够诱导枝晶状锂沉积,降低循环稳定性。因此,解析Li沉…
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利用IrW金属间化合物实现CO有效还原NO
通讯作者:纪永军、徐文青、苏发兵、Jingang Jiang 通讯单位:北京工商大学 中国科学…
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中科院王要兵AM:二次锌-肼电池助力电化学裂解制氢新机制
【研究背景】 氢(H2)具有高能量密度和零排放污染的优点,被认为是传统化石燃料的理想替代品。电解水是一种不排放二氧化碳、生产高纯度H2 (95%)的有效方法。然而,在传统电解反应中…
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哈工大王振波Angew:阴离子/溶剂比例调控CEI助力高压快充钠电
【研究背景】 极限快速充电(XFC),即在10~15分钟内获得80%电池容量的快速充电标准,是当今时代对于电池快充提出的新要求。然而,受限于电池本征的极化现象,大多数电池难以达到此…
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支春义Angew:调节金属有机骨架暴露面实现高倍率碱性水系锌电池
研究背景 金属有机骨架(MOFs)作为一种有前途的电极材料,越来越受到科研界的关注。但是,大多数研究中都是直接使用MOF电极作为电极材料而不进行任何修饰。而大多数原始MOF具有低的…
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Angew. Chem.: 与碱金属负极截然不同,强溶剂化电解液实现可逆钙金属负极!
【文章简介】 多价离子电池,例如Mg2+和Ca2+,具有多电子转移的优势,因此有望进一步提升二次电池能量密度的极限。其中,由于钙的丰富储量和低的氧化还原电位,使得钙金属…
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余桂华PNAS:用于厚电池电极的垂直组装纳米片网络
研究背景 作为先进的储能系统之一,锂离子电池(LIBs)已成为电动汽车(EVs)的重要支柱,为碳中和目标做出了巨大贡献。然而,完全迈进电动汽车时代需要具有更高的能量密度和功率密度的…