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颜清宇/陈立宝MTE:水系多价金属离子电池层状正极的改性计谋

时期:2021-12-09 00:28 点击数:
本文摘要:第一作者:武晨 通讯作者:颜清宇陈立宝 通讯单元:新加坡南洋理工大学中南大学 研究配景 图4. 与碳质料形成异质结构案例 拟解决的关键问题 本文通过总结近年来相关的研究事情分析了层状正极质料在水系电解液条件下面临的挑战展现了影响其电化学性能的关键因素。 研究思路剖析 图8. 电解液添加剂案例 图文简介 包覆层能有效地掩护活性物质不与电解液直接接触从而抑制副反映发生同时包覆还可以保持电极的完整性缓解正极质料的溶解问题。

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第一作者:武晨

通讯作者:颜清宇陈立宝

通讯单元:新加坡南洋理工大学中南大学

研究配景

图4. 与碳质料形成异质结构案例

拟解决的关键问题

本文通过总结近年来相关的研究事情分析了层状正极质料在水系电解液条件下面临的挑战展现了影响其电化学性能的关键因素。

研究思路剖析

图8. 电解液添加剂案例

图文简介

包覆层能有效地掩护活性物质不与电解液直接接触从而抑制副反映发生同时包覆还可以保持电极的完整性缓解正极质料的溶解问题。

因此将包覆工程与纳米形貌调控相联合可以在活性位点增加的同时不会加剧副反映的发生。

要点1. 层状正极质料面临的挑战

图6. 金属离子和有机分子预插层案例

要点2. 形貌工程

本文通过对近年来水系多价金属离子电池研究希望的回首针对层状质料存在的问题系统地从形貌、结构以及电解液三个方面总结了提高层状正极质料性能的计谋。

作者认为单一计谋并不能满足对性能的要求差别计谋相联合才有利于发挥层状质料的优势及实现优异的性能。现在对于层状质料界面的动态研究需要更先进的原位表征以及理论模型的验证这一领域仍然存在许多需要解决的问题与挑战。

本文对于水系多价金属离子电池层状质料的应用具有重要的借鉴意义旨在为此类研究事情提供系统性的计谋总结和新思路推动水系电池的生长。

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图2. 形貌工程案例

要点3. 结构工程——包覆

图1. 水系电池及层状质料概览

插层的金属离子由于多价的特性与主体质料之间具有强的相互作用造成缓慢的扩散动力学且由于多价金属离子的高电荷密度在水系情况中通常以水合态穿梭正负极之间其去溶剂化能高;层状质料在循环历程中结构不稳定尤其是半径较大的载流子插入层间或者共插入发生的情况下层状结构会塌陷;部门层状质料在水溶液条件下易发生溶解问题尤其是锰基质料的歧化反映;大部门氧化物电导率低电化学性能差。

因此实现层状电极质料在水系多价金属离子电池领域的大规模应用仍然存在较大的挑战。

要点4. 结构工程——与碳质料形成异质结构

克日新加坡南洋理工大学颜清宇教授团队和中南大学陈立宝教授团队综述了近年来应用于水系多价金属离子电池(水系锌离子电池、水系镁离子电池和水系铝离子电池)中的层状正极质料存在的问题及改善其性能的计谋。

作者联合近年来揭晓的相关事情简要先容了几种水系多价金属离子电池从层状质料的特性出发分析了其作为正极质料的优势以及应用于水系电池时存在的问题。依据上述分析作者主要从形貌工程、结构工程以及电解质工程三个方面举行阐释与总结并通过详细的实例对革新机制举行了深入的探讨。最后就现在层状质料及水系电池领域存在的挑战与机缘举行了讨论希望为该领域未来的研究偏向提供指导从而研究出更有效的计谋来实现高性能水系多价金属离子电池。

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