学术动态
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牛津大学ACS Energy Lett.:体相扩散率和界面形貌对金属负极剥离容量的影响
研究背景 作为锂离子电池负极材料,金属锂因其高比容量(3860 mAh·g-1)而备受关注。然而,锂的体相扩散率往往是决定循环行为的一个限制因素。特别是,在固态电池循环过程中,需要…
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中科院焦淑红等Cell Reports Physical Science:从分子尺度认识聚合物-无机SEI形成机制
01 研究背景 锂金属电池在实际使用过程中存在锂枝晶生长和库仑效率差等问题,这与在锂负极上形成的固体电解质界面(SEI)不稳定和易破碎有关。固体电解质界面由于其化学组成和结构复杂,…
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陈胜利&崔志明Nat. Commun.: IrMo金属间OH缩小碱性和酸性条件下的析氢活性差距
研究背景 目前,碱性电解槽的主要瓶颈之一是裂解水反应的动力学迟缓,特别是阴极析氢反应(HER) 的动力学比酸性介质中至少慢两个数量级。此外,碱性介质中HER的作用机制仍不清楚,甚至…
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陈维&崔屹Chemical Reviews:重磅综述,为大规模电网储能技术制定行业标准
01 研究背景 随着社会发展,全球范围内电子电器、电动汽车、空调等使用率不断提高,对电力需求呈指数增长。根据国际能源机构的数据,过去10年里,全球电力消耗以惊人的~3.5%速度增长…
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武大曹余良、方永进&北大夏定国AM:锂/钠离子层状氧化物中阴离子氧化还原的离子迁移机理研究
研究背景 近年来,具有阴离子氧化还原(ARR)行为的高容量锂/钠离子电池(LIBs/SIBs)层状氧化物正极材料被广泛研究。例如,LIBs中的富锂锰基正极材料Li[Li0.2Ni0…
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南开大学陈军院士JACS:卤化Zn2+溶剂化结构实现高可逆锌金属电池
研究背景 可充电锌金属电池因其安全性高、成本低等优点,有望实现大规模电化学储能。然而,锌金属负极的枝晶生长和析氢反应(HER)等问题,导致电池库仑效率低、短路甚至失效。因此,构建一…
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焦树强/肖巍/王明涌Adv. Mater.:富氧煤焦油沥青制备富含缺陷的非键合活性碳,增强HER和ORR活性
研究背景 电解水制氢和燃料电池作为重要的储能和转换装置的装机容量将迅速增加。为了降低能耗,开发用于析氢反应(HER)和氧还原反应(ORR)的优异电催化剂至关重要。Pt是最有效的HE…
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EES:自适应双电层用于高性能锌金属电池
研究背景 因其具有成本低、容量高、环境友好等优点,金属锌电池已经引起广泛关注。然而,枝晶的不可控生长、氢析出反应和腐蚀副反应严重限制了水系锌金属电池的实际应用。根据目前的研究,合适…
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浙江大学Nature子刊:“破译“电解质工程,实现高能锂金属电池
01 研究背景 锂金属负极(LMA)因其具有最高的理论比容量(3860 mAh g-1)和最低的氧化还原电位(-3.04 V vs. SHE),是构筑高性能电池体系的重要组成部分之…
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北科大姜建壮JACS:共轭三维共价有机骨架用于锂硫电池
01 研究背景 共价有机框架(COF)是一类二维和三维(2D和3D)结晶多孔材料,具有密度低、稳定性强、孔隙率高等诸多优点。特别是,由具有共轭键的平面芳族单体构成的二维COF沿平行…
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成会明院士/韩翠平AM:新型π电子共轭氮杂芳环有机正极实现超高倍率和超长循环寿命锌离子电池
01 研究背景 有机材料由天然丰富的元素(C,H,O,N,S等)组成,具有资源可再生性、结构多样性和设计灵活性等优点,将其用于水系锌离子电池正极表现出良好的应用前景。但通常有机材料…
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王春生&范修林Adv. Mater.:50C极速快充的锂离子电池
研究背景 作为最先进、最便携的储能装置,锂离子电池(LIBs)推动了电动汽车(EVs)的快速发展。然而,当前电动汽车的一个主要缺点是充电慢。为此,美国能源部提出了“极速充电”(XF…
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斯坦福大学戴宏杰:不可燃高电压4.7 V无负极锂电池
工作简介 “无负极”锂电池会极大地提升电池的体积和质量能量密度。然而现有的诸多挑战,包括循环稳定性差、可燃有机电解液带来的安全隐患等限制了它的实用化。为此,斯坦福戴宏杰教授(通讯…
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AEM:双连续隔膜缓解热诱导串扰,提高电池安全性
研究背景 随着电动汽车的日益普及,锂离子电池正在环境革命中占据中心位置。过去十年,锂离子电池的能量密度和循环寿命有了显著进步。然而,来自电池热失控的安全问题仍然是一个突出挑战。电池…
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成会明院士/韩翠平AM:新型π电子共轭氮杂芳环有机正极实现超高倍率和超长循环寿命锌离子电池
01 研究背景 有机材料由天然丰富的元素(C,H,O,N,S等)组成,具有资源可再生性、结构多样性和设计灵活性等优点,将其用于水系锌离子电池正极表现出良好的应用前景。但通常有机材料…
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Angew:Cl-吸附实现Ag中空纤维安培级CO2电还原
研究背景 CO2电还原制CO被认为是最有希望获得具有成本竞争力的产品的途径之一。新型气体扩散电极 (GDEs) 由活性催化剂、疏水粘结剂和导电添加剂组成,迅速扩大了电化学CO2还原…
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徐强Angew:Zr-MOF中超小铜纳米团簇用于CO2光还原
通讯作者:Christian Serre, Antoine Tissot, 徐强 通讯单…
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木士春&刘苏莉EES:打破单原子催化剂的结构对称性,获得高电流密度、低能垒和高稳定性的全分解水催化剂
通讯作者:木士春 刘苏莉 通讯单位:南京晓庄学院 武汉理工大学 【研究背景】 电催化分解水制氢是利用可持续方法获得绿色能源的有效策略。通常将Pt、Ir或Ru基金属分别用作析氢反应 …
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剑桥Clare P. Grey院士JACS:全新的本征高电导、高稳定性固态电解质
【研究背景】 锂离子电池(LIBs)的能量密度和电压较高,是最有前途的存储系统之一。对于LIBs综合性能的进一步提升,锂金属负极的使用是必然趋势。然而,锂金属化学活性较高,在传统的…
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崔光磊等最新AEM:新烧结方法稳定富锂锰基氧化物中的晶格氧
研究背景 在已商业化或正在开发的锂离子电池正极材料中,富锂锰基氧化物(LRMO)因其高理论容量而引起了人们的极大兴趣。然而在充电过程中,接近费米能级的O 2p轨道失电子后会导致O2…
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JACS:变废为宝,锂枝晶用于合成有机锂试剂
01 研究背景 从活性药物开发到锂电池,锂金属对许多科学领域(图1A)的发展产生了深远的影响。然而,锂金属的物理形式极大地影响了它的化学性质和功能,因为大多数过程都发生在锂金属表面…
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北科大李平教授团队JMCA:新型Li7TaO6包覆及Ta掺杂协同实现5500圈硫化物全固态锂电池
【文章信息】 新型Li7TaO6包覆及Ta掺杂协同实现超长循环的硫化物全固态锂电池 第一作者:史洁 通讯作者:李平* 单位:北京科技大学 【研究背景】 与当前传统的液态锂离子电池相…
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韩翠平/李宝华JMCA:用于水系钙离子电池的共价有机框架负极材料
一、研究背景: 水系钙离子电池具有无毒、价格低廉等特点,且钙元素储量丰富。同时Ca2+的半径较大,电荷密度较低,传输动力学相对较快。但较大的半径使得Ca2+与电极材料之间产生强烈的…
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康飞宇、李宝华、周栋、汪国秀最新AM论文:集流体仿生设计助力无枝晶多价金属电池
由于锂资源在地壳中储量低、且分布不均,锂离子电池无法满足日益增长的规模化电网储能需求。而可充电多价金属电池(如锌和铝)的低成本和高安全性使其成为锂离子电池理想的廉价替代品。然而…
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Angew:阴离子限域,实现无枝晶长循环锌离子电池
研究背景 近年来,锌离子电池(ZIBs)迅速发展,成为高容量、高安全性及低成本电池的潜在替代品,但其仍然存在能量密度不足、库仑效率差、锌离子转移/扩散速率缓慢及生长枝晶等缺点,因此…
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王心晨Nature子刊:底物/催化剂相互作用助力氮中心自由基与氮化碳的光催化环化反应
01 研究背景 五元杂环化合物,如二氢吡唑及其不饱和对应吡唑,广泛存在于药理活性分子、农用化学品、天然产物和合成配体中。通过光催化分子内加成氮中心自由基来合成氮杂环具有大量优点。尽…
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中科院雄文——电池:从中国的十三五规划到十四五规划
摘 要 电池是能源、信息和交通革命的关键支持技术。许多国家和公司已经制定了中长期规划,以促进电池科学和技术研究。近日,中科院物理所李泓研究员、禹习谦研究员在eTransportat…
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Nat. Commun.:固溶相在磷酸铁基电极选择性锂提取中的作用机制
研究背景 利用嵌入式基体材料进行电化学提取锂是一种很有潜力的锂富集手段。一维(1D)橄榄石磷酸铁(FePO4)具有适合的工作电位、高结构稳定性、热力学,及动力学上可行的Li容纳能力…
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北航朱禹洁Angew:LiNi0.65Co0.15Mn0.2O2||石墨电池,可在-60 ˚C下工作
研究背景 在国防、极地探索和航空航天等应用场景中,保证可充电电池在低温下具有良好的电化学性能至关重要。但以石墨作为负极材料的锂离子电池在低温下的可充电性仍然较差。另外,由于石墨和锂…