学术动态
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Manthiram大牛最新AFM:从电化学和界面角度深入指导长寿命全电池
01 研究背景 随着电动汽车市场的指数级增长,引发了对高性能锂离子电池的广泛研究,希望这些电池具有使用寿命长、能量/功率密度高、安全可靠和低成本的特点。正极目前被认为是提高锂离子电…
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中科院闻利平JACS:阴离子浓度梯度SEI膜实现稳定的锌负极
研究背景 采用金属(例如锂、钠、锌)作为负极的可充电金属电池(RMB),有望实现高能量密度。然而,在金属剥离/电镀过程中,由于固体电解质界面(SEI)层不均匀,阳离子传输也变得不均…
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东京大学EES:电池中的阴离子氧化还原动力学
研究背景 锂离子电池(LIBs)的能量密度部分受限于正极材料的具体容量。传统的正极材料,即层状过渡金属氧化物LiMO2 (M=过渡金属),提供了大约160 mAhg-1的适度容量,…
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支春义Nature子刊:锌负极的初始电化学状态对其循环形貌的影响
01 研究背景 具有锌金属负极(ZMA)的水系可充电锌基电池(RZB)具有成本低、安全性高、低毒性等优点,有望成为下一代大容量储能技术。然而,ZMA的枝晶问题限制了其寿命。人们常用…
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清华大学张强团队Joule:在时间尺度上解耦锂电池中复杂的动力学过程
01 研究背景 为打破机理研究和材料设计的局限,有必要对电池中锂离子动力学进行全面认识。分析电池中的时间尺度信息如离子传导、电荷转移、扩散、界面演化和其他未知的动力学流程将为动力学…
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Nat. Commun.:电子结构与晶格应变“双管齐下”,助力酸性OER电催化剂
【研究背景】 析氧反应(OER)是质子交换膜(PEM)电解水装置中的一个重要的阳极反应。本质上,OER涉及复杂的四电子转移过程,导致OER动力学十分缓慢,限制了PEM电解水装置的整…
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Angew:具有孤立活性位点的COF将二氧化碳高选择性电还原为乙酸
01 【研究背景】 将CO2高效的电催化还原为多碳 (C2+) 化合物,尤其是C2+烯烃和含氧化合物,在化学和能源行业具有广泛的应用。然而,受限于C-C耦合步骤,将 CO2电催…
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孙学良&王春生Joule综述:揭秘全固态锂电池中的软击穿现象
研究背景 全固态锂电池(ASSLBs)用固态电解质(SSE)取代了传统的易燃有机液体电解质,有望大幅提高电池的能量密度和安全性。研究人员通常使用一种结构简单的固态对称电池Li/SS…
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上海交通大学Nature子刊:甲氧基苯乙烯的可见光控制的活性阳离子聚合
研究背景 在过去的十年中,由外部刺激(机械、电化学等)介导的活性聚合受到了较多的关注。在这些介导中,光能因其不仅可以控制聚合物链长之外,还能控制聚合过程的时空,具备了较大的吸引力…
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Arumugam Manthiram教授:局部饱和电解质造就无钴LiNiO2锂电池的创纪录性能
研究背景 在各类可充电电池中,锂离子电池(LIB) 占据了便携式设备电池市场的主导地位,被认为是电动汽车(EV) 最实用的候选者。过去十年中,高镍层状氧化物(LiNixMnyCo1…
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清华张强&北理李博权Angew:锌空气电池迈向80℃高温应用
01 研究背景 可充电电池作为一项革新技术极大地改变了现代社会的发展进程。高温下的高效储能技术需要先进的电池系统来满足日益增长的应用场景,如采矿/钻井、工业制造和航空航天等,并确保…
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支春义Nature子刊:锌负极初始电化学状态对循环形貌的影响
01 研究背景 具有锌金属负极(ZMA)的水系可充电锌基电池(RZB)具有成本低、安全性高、低毒性等优点,有望成为下一代大容量储能技术。然而,ZMA的枝晶问题限制了其寿命。人们常用…
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清华张强Joule: 时间尺度识别锂电池中复杂的解耦动力学过程
研究背景 打破机理研究和材料设计的局限,有必要对电池中锂离子动力学进行全面认识。具有特定弛豫特征的动力学过程可以在时间尺度上识别。提取和分析电池中的时间尺度信息将为动力学问题的研究…
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张会刚&陆俊Nature Catalysis:Li-S电池阴极催化剂的“中庸”之道
研究背景 锂-硫(Li-S)电池因其具有高的比能量(2600 Wh kg-1)而被认为是最有前景的下一代可充电电池。其中,阴极中进行的多硫化物的催化转化,被认为是提高Li-S电池动…
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AEM:超高倍率、低电位的层状钙钛矿型钛酸钇锂(LYTO)负极材料
【研究背景】 石墨作为商用LIBs应用最多的负极材料,其电化学动力学缓慢的特点限制了电池倍率性能和EVs电池的快充应用。同时,其工作电位(0.1 V vs Li+/Li)接近锂的沉…
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青岛大学林春富AEM——开放“钙钛矿结构”助力高温稳定锂电池负极材料
研究背景 随着电动汽车等各项新能源产业兴起,为满足各种装置和设备的需求,锂离子电池(LIBs)的研究发展开始着眼于追求发展更快速且更稳定的锂离子电极材料。Li4Ti5O12(LTO…
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复旦夏永姚、董晓丽EES:碳酸酯基电解液调控实现高能量钠金属电池
【研究背景】 对于金属Li的替代,金属Na无疑是较为理想选择,其氧化还原电位为2.71 V vs. SHE,比容量为1166 mAh/g。然而,Na金属高度活泼会导致其与还原稳定性…
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川大Angew:醚基局部高浓度电解质的新型降解机制
研究背景 为了实现高能量密度,具有高理论比容量和低氧化还原电位的碱金属负极备受青睐。对于这些高反应性负极,设计稳定的电解质至关重要。局部高浓电解质(LHCE)是一种很有前途的电解质…
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佐治亚理工Joule综述:合金负极用于固态电池
研究背景 固态电池中易燃的液体电解质被固体电解质取代,因此与传统锂离子电池相比,具有更高的能量密度和安全性。然而,将高容量电极材料与固体电解质集成在一起以实现高能量,同时保持稳定的…
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Nat. Commun:直接观测异相催化剂上的动态电荷分布
通讯作者:Miaofang Chi、Michael J. Zachman 通讯单位:橡树岭国家实验室 【研究背景】 金属-载体相互作用显著影响由氧化物载体负载的金属纳米催化剂的反应…
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Angew:S掺杂Fe-N-C单原子催化剂中的质子供给效应增强电还原CO2活性
研究背景 通过CO2还原反应 (CO2RR) 将CO2电化学转化为高价值化学品,为缓解全球能源和环境问题提供了一条有前景的途径。在CO2RR的众多产物中,通过双电子途径还原产生的C…
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赵玉峰Nat. Commun.:多点“铌”,改善钠离子电池层状材料大倍率及低温性能
研究背景 钠离子电池(SIB)作为锂离子电池的替代品,由于钠资源丰富,在电网规模化储能等方面备受关注,但其实际应用受到缓慢Na+转移动力学的限制,特别是在零下低温环境其离子转移速率…
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黄云辉Nature子刊:硝酸镧添加剂稳定锌金属沉积
研究背景 尽管水系锌基电池具有安全性高、成本低和无毒等优点,但持续的化学腐蚀和锌枝晶问题阻碍了它们的实际应用。虽然人们已经提出了几种策略来诱导均匀的Zn沉积,如构建人工界面层,使用…
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Adv. Mater.:半固定化离子液体调节剂在-35°C至60°C下实现快速锌离子沉积动力学
研究背景 目前水系锌离子电池(AZIBs)因其无毒、安全性高和低成本等优势而被广泛认为是有望取代锂离子电池的下一代储能装置。锌金属负极因其具有高理论体积容量(5849 mAh cm…
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中科大江海龙Angew:惰性载体优于活性载体!基于惰性MOF的肖特基结具有更高的光催化活性
通讯作者:江海龙 通讯单位:中国科学技术大学 【研究背景】 金属纳米粒子(NPs)在多相催化中能提供重要的活性位点。采用粒径小的金属纳米粒子有利于提高催化活性。为了抑制由高表面能引…
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中科院理化所吴骊珠&李旭兵Angew: 利用C-C偶联,抑制光催化CO2还原体系中的竞争性析氢反应
通讯作者:吴骊珠、李旭兵 通讯单位:中科院理化技术研究所 【研究背景】 近年来,由于能源短缺和全球变暖的加剧,通过人工光合作用还原二氧化碳(CO2RR)引起了广泛关注。在各种材料中…
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支春义Chem:高压有机锌电池正极
研究背景 在能量存储方面,已经对硫族元素,例如氧(O)、硫(S)和硒(Se)的应用进行了广泛的探索。而经历正价转换的硫族元素可以提供更高的氧化还原电位,在电池中具有实现高放电电压的…
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南开大学JACS: 质子存储可空气充电的Zn/有机物电池
研究背景 由于其高安全性和低成本,水系锌电池(AZBs)对大规模储能具有重要意义。其中,空气可充电锌电池展现出良好的应用前景,然而,其仍处于起步阶段,由于材料和装置设计的瓶颈,其电…
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华科王成亮Angew:小分子全有机对称锂离子电池
7 研究背景 在过去的几十年中,有机电极材料因其重量轻、成本低、环境友好、柔性和可设计性等优点而引起了越来越多的关注。全有机电池,特别是对称的全有机电池SAOB(正、负极是相同的有…
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Nat. Commun:In2O3上Pd原子和氧空位的协同作用促进可见光下甲烷转化
7 【研究背景】 甲烷作为天然气和页岩气的主要成分,甲烷 (CH4) 选择性氧化为增值化学品具有相当大的前景。然而,CH4的惰性对称四面体结构使得第一个C-H键的解离相当困难,这是…