超高负载！陈忠伟院士，AEM！
文摘
2024-11-04 08:18
河南
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高能量密度电池的实用化要求电极在超高活性物质负载下具有良好的性能。然而，随着电极厚度的增加，电极中的离子传输受到明显限制，限制了Li+的扩散动力学和活性物质的利用率。基于此，2024年10月27日，中国科学院大连化学物理研究所陈忠伟院士/罗丹研究员/张永光研究员在国际期刊Advanced Energy Materials发表题为《Design Lithium Exchanged Zeolite Based Multifunctional Electrode Additive for Ultra-High Loading Electrode Toward High Energy Density Lithium Metal Battery》的研究论文。在此，研究人员通过Li+交换策略合成了锂离子交换沸石X（Li-X沸石），以增强Li+的扩散动力学。研究表明，将Li-X沸石加入超高负载正极时，它具有：i) 通过减少迂曲度实现高电子导电性的均匀网络，ii) 由于Li-X调制Li+扩散性而具有良好的离子导电性，以及iii) 高弹性以防止颗粒级开裂和电极级崩解。此外，固液界面处的Li-X沸石有助于形成稳定的正极电解液界面，有效抑制副反应并减轻过渡金属阳离子的溶解。因此，通过干电极技术制造了超高负载（66 mg cm−2）正极，在锂金属电池中具有为12.7 mAh cm−2的显著面积容量和464 Wh kg−1的高能量密度。设计良好的电极结构，以多功能Li-X沸石作为厚正极中的添加剂，有望提高电池的倍率性能、循环稳定性和整体能量密度。
图3：循环后正极材料的表面化学状态和CEI层的组成Design Lithium Exchanged Zeolite Based Multifunctional Electrode Additive for Ultra-High Loading Electrode Toward High Energy Density Lithium Metal Battery, Advanced Energy Materials, 2024. https://doi.org/10.1002/aenm.202403063🏅 我们提供专业的第一性原理、分子动力学、生物模拟、量子化学、机器学习、有限元仿真等代算服务。🎯我们的理论计算服务，累计助力5️⃣0️⃣0️⃣0️⃣0️⃣➕篇科研成果，计算数据已发表在Nature & Science正刊及大子刊、JACS、Angew、PNAS、AM系列等国际顶刊。 👏👏👏
