【虚拟专辑】超级电容器,锂金属电池,钠离子电池和水系电池(202409)

科技   2024-12-06 15:43   上海  

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 虚拟专辑

为了便于各位专家查阅,我们将对2022~2024年《无机材料学报》刊登的文章细分研究领域,组织相应的虚拟专辑,文后的链接长期有效,我们会持续更新。点击各文章摘要下方链接即可下载pdf文件,欢迎各位老师阅读,转发和引用

2022~2024年  分领域虚拟专辑

1

基于低含水量普鲁士蓝正极的准固态钠离子电池

王琨鹏, 刘兆林, 林存生, 王治宇

无机材料学报    2024, 39 (9): 1005-1012.

与锂离子电池相比, 钠离子电池具有成本低、低温性能与安全性更佳等优势, 在成本与可靠性敏感的应用领域备受瞩目。高容量、低成本的普鲁士蓝类材料(PBAs)是极具前景的钠离子电池正极材料, 但结构中存在的结晶水导致电池性能快速衰减, 是限制其应用的瓶颈。本研究提出了一种简便易行的热处理策略, 以高效脱除PBAs正极材料中的结晶水, 340次循环后的容量保持率由73%提升到88%。利用原位技术揭示了PBAs正极在充放电过程中, 其晶体结构由三方向立方发生不可逆转变是造成首次库仑效率损失的机制, 并针对性地提出在正极中添加Na2C2O4钠补偿剂可以解决这一问题。在此基础上, 采用高离子电导率、高电化学稳定性的聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)准固态电解质, 匹配添加Na2C2O4钠补偿剂的低含水量PBAs正极与硬碳(HC)负极, 构建了高性能准固态钠离子电池。此类电池在20~500 mA·g-1电流密度下的比容量为58~105 mAh·g-1, 并可稳定循环超过200次。研究表明高效脱除结晶水, 可以显著提高PBAs正极的稳定性与比容量。

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2

锂/钠离子电池硬碳负极材料的研究进展

胡梦菲, 黄丽萍, 李贺, 张国军, 吴厚政

无机材料学报    2024, 39 (1): 32-44.

随着锂离子电池的发展和钠离子电池的兴起, 硬碳材料作为一种新型负极材料, 受到了广泛关注。硬碳来源丰富, 价格便宜, 具有比锂离子电池石墨负极更高的储锂容量和优异的倍率性能, 并且是最有商业化潜质的钠离子电池负极材料。然而, 硬碳普遍存在电池首周库仑效率低的问题, 且对于硬碳的储锂/钠机制仍存在争论, 其比容量仍有较大的提升空间。近年来, 研究人员围绕硬碳负极材料的电化学机理展开了各种研究和模型假设, 针对硬碳负极存在的问题, 提出了各种解决策略。本文介绍了硬碳的基本结构和常用的制备方法, 并结合硬碳的优势, 梳理了硬碳在锂离子电池和钠离子电池中的应用情况, 重点介绍了其在快充、包覆等细分领域的应用进展, 并分别针对硬碳提升比容量和改善首周库仑效率的需求, 归纳了孔结构设计、元素掺杂、优化材料与电解液界面等不同改性策略。

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3

MXene异质结Ti-O-H-O电子快速通道促进高效率储钾

晁少飞, 薛艳辉, 吴琼, 伍复发, MUHAMMAD Sufyan Javed, 张伟

无机材料学报    2024, 39 (11): 1212-1220.

二维层状结构MXenes因其优异的电学性能、可调控的表面官能团而被广泛应用于钾离子超级电容器领域, 但其有限的双电容存储容量严重限制了MXenes在电极材料方面的应用。本工作采用“路易斯酸熔盐预刻蚀+液相刻蚀+原位水热复合”策略, 制备了以Ti3C2为基体、表面包覆MnO2的Ti3C2基异质结, 以提高电极材料对钾离子的储存。采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法, 研究了Ti3C2基异质结界面之间的连接方式、电学性质以及钾离子吸附规律的变化。结果表明构建的Ti3C2基异质结对钾离子的最大吸附量是Ti3C2的3倍左右, 且Ti-O-H-O连接通道使MnO2内部的自由电子数量增多, 使Ti3C2基异质结表现出优异的电学性能。三电极体系下的电化学测试结果表明Ti3C2基异质结在1 A·g-1的电流密度下能够提供431 F·g-1的比电容, 远远高于Ti3C2(128 F·g-1)。并通过动力学分析阐述了Ti3C2基异质结的赝电容储能机理, 在100 mV·s-1的扫描速率下, 其赝电容贡献比例高达89%, 此外Ti3C2基异质结表现出较小的电化学阻抗, 从而提高了钾离子传输速率、电子转移速率。本研究通过构筑Ti3C2基异质结, 提高了基体Ti3C2的电化学性能, 并阐述了相应的储能机理, 这为设计其他MXenes基电极材料提供了理论基础。

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4

锂硒电池ZIF-L衍生氮掺杂碳纳米片/碳布自支撑电极的电化学性能研究

荀道祥, 罗序维, 周明冉, 何佳乐, 冉茂进, 胡执一, 李昱

无机材料学报    2024, 39 (9): 1013-1021.

硒(Se)因其较高的体积比容量(3253 mAh·cm-3)和电子电导率(1×10-5 S·m-1)而成为新一代锂硒(Li-Se)电池储能材料。针对其反应过程中体积膨胀较大、容量衰减较快以及活性物质利用率低等问题, 本研究通过在碳布(CC)上生长二维Zn基金属有机框架(ZIF-L)并碳化, 设计了一种ZIF-L衍生氮掺杂碳纳米片/硒自支撑复合材料(Se@NC/CC)用于锂硒电池研究。ZIF-L碳化形成的氮掺杂碳纳米片中丰富的微孔结构有效缓解了反应过程中的体积膨胀, 掺杂N原子有利于吸附反应过程中的Li2Se, 减少活性物质损失。特别地, Se@NC/CC电极中Se和C之间存在强的化学键作用, 在一定程度上也可以减少活性物质损失, 提高整体性能稳定性。电化学测试表明, 在0.5C(1.0C=675 mAh·g-1)电流密度下, Se@NC/CC电极的初始放电比容量为574 mAh·g-1, 展现出高初始放电比容量; 电流密度为2.0C时, 初始放电比容量为453.3 mAh·g-1, 循环500圈后仍然具有406.2 mAh·g-1的容量; 同时也表现出了良好的倍率性能, 与文献报道相比有较明显的优势。本研究设计的柔性自支撑硒电极为先进碱金属-硒电池的硒宿主材料设计提供了新的研究思路。

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5

MXene在锌离子电池中的应用: 研究进展与展望

陈泽, 支春义

无机材料学报    2024, 39 (2): 204-214.

可充电锌离子电池(ZIBs)以其低成本、固有安全性、高比能量和环保特性而在大规模储能领域中引起了极大的关注。尽管对ZIBs的正极、负极以及电解质的研究不断取得突破, ZIBs的实际性能仍难以达到实用化的要求, 关键在于缺少先进材料的开发。MXene作为一种新型的二维材料, 具有各种优异的特性包括丰富的原料、可定制的结构和独特的理化特性。二维(2D)MXene在ZIBs中的应用已经取得了重大进展。本文简要总结了用于ZIBs的MXene的多种合成路线、MXene的环境稳定性、形态和结构特征以及化学性质的进展; 详细阐述了MXene基阴极、阳极和电解质/隔膜的最新发展, 丰富的成果表明MXene材料具有实现高性能ZIBs的巨大潜力; 归纳探讨了增强基于MXene的 ZIBs性能的策略, 包括离子插层调控、表面接枝修饰、杂原子掺杂、层间距拓宽等; 最后, 提出了基于MXene的ZIBs面临的挑战, 展望了未来前景, 旨在为开发实用化MXene基储能器件指明方向。

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6

ZnCo2O4-ZnO@C@CoS核壳复合材料的制备及其在超级电容器中的应用

杨恩东, 李宝乐, 张珂, 谭鲁, 娄永兵

无机材料学报    2024, 39 (5): 485-493.

超级电容器以其高功率性能、稳定的循环性能和优良的安全性等独特优势, 作为储能器件在新能源汽车和移动电子设备等方面极具前景。然而, 其能量密度相对较低, 限制了实际应用。为提升电化学活性, 本研究通过简便的溶剂热法、煅烧处理和电化学沉积技术, 在碳包覆的ZnCo2O4-ZnO微球上沉积了CoS纳米片(ZCO-ZO@C@CoS)。碳层不仅可以促进电子传输, 增强导电性, 还提升了结构的稳定性; CoS纳米片之间形成的开放网络空间促进了离子快速传输。此外, CoS纳米片具备丰富的电活性位点, 实现了快速可逆的氧化还原反应; 核壳结构内部的纳米线、碳层和外层纳米片的共同作用, 有效提升了材料的整体电化学性能。因此, ZCO-ZO@C@CoS在1.5 A·g−1时的比电容达到1944 F·g−1(972.0 C·g−1), 20 A·g−1高电流密度下循环10000次后比容量保持率为75%。由ZCO-ZO@C@CoS(正极)和活性炭(负极)组成的非对称超级电容器器件也表现出优异的比电容、高的倍率性能和优异的循环稳定性, 显示出良好的应用前景。

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7

MXene材料的纳米工程及其作为超级电容器电极材料的研究进展

丁玲, 蒋瑞, 唐子龙, 杨运琼

无机材料学报    2023, 38 (6): 619-633.

温室气体的过量排放对全球气候产生严重不良影响, 如何减少碳排放已成为全球性议题。超级电容器具有使用寿命长、功率密度高、碳排放量相对较低的优点。大力发展超级电容器储能是建立未来能源系统的可靠和有效措施。MXene材料具有优良的亲水性、电导率、高电化学稳定性和表面化学可调性, 近年来在超级电容器储能应用研究领域广受关注, 但MXene严重的自堆叠问题限制了其储能性能充分发挥, 开发更先进的MXene材料对于下一代高性能电化学储能设备至关重要。基于此, 本文综述了MXene材料在超级电容器储能应用领域的研究进展, 介绍了MXene的结构和储能特性, 探讨了MXene的储能机理, 重点剖析了纳米工程改进MXene电极性能的结构设计, 详细总结了MXene复合材料构效关系和在超级电容器应用方面的最新研究进展, 最后提出了MXene材料用作超级电容器电极的研究方向和发展趋势。

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8

双模板-水热炭化制备马蹄形中空多孔炭及其电化学性能

徐州, 刘宇轩, 池俊霖, 张婷婷, 王姝越, 李伟, 马春慧, 罗沙, 刘守新

无机材料学报    2023, 38 (8): 954-962.

以木糖为碳源, 利用嵌段共聚物聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷 (P123)/十二烷基硫酸钠(SDS)混合乳液构筑微反应器, 水热炭化制备马蹄形中空多孔炭。研究表明木糖在微反应器与溶液界面发生水热反应, 160 ℃水热条件下P123的亲水聚环氧乙烷嵌段(PEO)亲水性下降并向乳液内部增溶, 使乳液逐渐润胀和破裂。P123/SDS质量比会影响微反应器的完整度, 而水热时间可以调控微反应器的开口角度和空腔直径。开放性空腔能储存更多电荷和离子并缩短传输距离, 使多孔炭的比电容和能量密度增大且与空腔直径呈正相关关系。当P123/SDS质量比为1.25 : 1、水热时间为12 h时, 马蹄形中空多孔炭的开口角度(63°)和空腔直径(80 nm)最大、电化学性能最佳, 在6 mol·L-1 KOH三电极体系中电流密度1 A·g-1时比电容达292 F·g-1; 在两电极体系中电流密度0.2 A·g-1时比电容达185 F·g-1, 能量密度达6.44 Wh·kg-1; 电流密度5 A·g-1时5000次充放电循环后电容保持率达94.83%。

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9

SnS2/ZIF-8衍生二维多孔氮掺杂碳纳米片复合材料的锂硫电池性能研究

王新玲, 周娜, 田亚文, 周明冉, 韩静茹, 申远升, 胡执一, 李昱

无机材料学报    2023, 38 (8): 938-946. 

锂硫电池(LSBs)因能量密度高、原料储量丰富、环境友好等优点引起了广泛关注。然而, 多硫化物的穿梭效应、反应过程中较大的体积膨胀以及硫较差的电子电导率等缺点极大地限制了其发展。本研究设计了一种SnS2纳米颗粒与ZIF-8衍生的花状二维多孔碳纳米片/硫复合材料(ZCN-SnS2-S), 并研究了其作为锂硫电池正极的电化学性能。其独特的二维花状多孔结构不仅有效缓解了反应过程中的体积膨胀, 而且为Li+和电子的传输提供了快速通道, 杂原子N也促进了对多硫化物的吸附作用。并且负载的极性SnS2纳米颗粒极大地增强了对多硫化物的吸附, 从而使ZCN-SnS2-S复合材料表现出优异的电化学性能。在0.2C(1C=1675 mA·g-1)电流密度下, ZCN-SnS2-S电极循环100次后仍能保持948 mAh·g-1的高可逆比容量, 容量保持率为83.7%。即使在2C的高电流密度下循环300圈, ZCN-SnS2-S电极仍具有546 mAh·g-1的可逆比容量。

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10

双锂盐凝胶复合电解质的制备及其在锂金属电池中的应用

郭宇翔, 黄立强, 王刚, 王宏志

无机材料学报    2023, 38 (7): 785-792. 

锂金属具有理论比容量高、还原电位低及储量高等优势, 是高能量密度锂离子电池的理想负极材料之一。然而, 传统的液态电解质与锂金属的不相容性极大地限制了其应用。本研究采用原位聚合的方法, 开发了一种与锂金属负极相容性良好的凝胶复合电解质(Gel Complex Electrolyte, GCE)。向该电解质中引入的双锂盐体系可与聚合物组分共同作用, 拓宽了电解质的电化学窗口(5.26 V, 商用电解液的电化学窗口为3.92 V), 并能够获得较高的离子电导率(30 ℃, 1×10-3 S·cm-1)。锂金属负极表面的形貌表征及元素分析结果显示, 在双锂盐体系的作用下, GCE表现出对锂金属明显的保护效果, 锂金属负极的体积效应及枝晶生长得到了明显抑制。同时, 匹配商业磷酸铁锂(LiFePO4)正极材料组装的锂金属全电池也展现出优异的循环稳定性和良好的倍率性能, 在25 ℃下以0.2C(1C=0.67 mA·cm-2)的恒定电流循环200圈后, 容量保持率可以达到92.95%。研究表明, 该GCE能有效提高锂金属电池的安全稳定性以及综合的电化学性能, 有望提供一种普适化的准固态电解质设计策略。

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11

Sb掺杂O3型Na0.9Ni0.5Mn0.3Ti0.2O2钠离子电池正极材料

孔国强, 冷明哲, 周战荣, 夏池, 沈晓芳

无机材料学报    2023, 38 (6): 656-662.

提高钠离子电池正极材料的循环稳定性和比容量是实现其广泛应用的关键, 基于引入特定杂元素可优化正极材料结构稳定性和比容量的策略, 本研究采用便捷的固相反应法制备O3-Na0.9Ni0.5-xMn0.3Ti0.2SbxO2(NMTSbxx=0, 0.02, 0.04, 0.06)系列层状氧化物正极材料, 对比研究了Sb掺杂对Na0.9Ni0.5Mn0.3Ti0.2O2正极材料储钠性能的影响。测试结果表明, 引入Sb后过渡金属层中氧原子之间的静电斥力减小, 晶格间距扩大, 有利于Na+的脱嵌。且掺杂Sb所造成的强电子离域降低了整个系统的能量, 获得了更有利于循环充放电的稳定性结构。在2.0~4.2 V测试范围下, 未掺杂的NMTSb0在1C(240 mA·g−1)倍率下初始放电比容量为122.8 mAh·g-1, 200圈循环后容量保持率仅为41.5%, 掺杂后的NMTSb0.04在1C倍率下初始放电比容量达到135.2 mAh·g-1, 200圈循环后容量保持率为70%, 掺杂后材料的放电容量明显提高, 循环寿命显著延长。本研究有助于推动钠离子电池的进一步发展。

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12

NH4+扩层MoS2的制备及其储锌性能研究

李涛, 曹鹏飞, 胡力涛, 夏勇, 陈一, 刘跃军, 孙翱魁

无机材料学报    2023, 38 (1): 79-86.

二硫化钼(MoS2)作为水系锌离子电池的正极材料, 受到锌离子(Zn2+)与主体框架之间的强静电相互作用表现出缓慢的反应动力学。并且MoS2的层间距较窄难以嵌入大尺寸水合Zn2+, 导致MoS2电极呈现出较低的放电比容量。本研究通过一种简单的氨水辅助水热法制备了NH4+扩层的二硫化钼(MoS2-N)电极, 氨水分解产生的氨气在促进硫代乙酰胺水解和提供还原性S2-的同时, 还会产生大量NH4+作为插层离子, 将MoS2的层间距由0.62 nm扩展至0.92 nm, 进而大大降低了Zn2+嵌入能垒(改性电极的电荷转移电阻Rct低至35 Ω)。当电流密度为0.1 A·g-1时, MoS2-N电极的初始放电比容量相比未扩层的MoS2电极提高了1倍, 高达149.9 mAh·g−1。同时在1.0 A·g-1电流密度下放电比容量稳定在110 mAh·g-1左右, 循环200圈后库仑效率将近100%。本研究提出的氨水辅助扩层法, 丰富了提升MoS2电化学性能的改性策略, 为后续的正极材料开发提供了新的思路。

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13

硼基材料在锂硫电池中的研究进展

李高然, 李红阳, 曾海波

无机材料学报    2022, 37 (2): 152-162.

锂硫电池因其高能量密度和低成本等优势成为新一代电化学储能技术的重要发展方向。然而, 其较低的转换反应动力学和可逆性导致电池的实际容量、库仑效率和循环稳定性等仍难以满足实用化发展需求。对此, 合理设计和开发具有导电、吸附、催化特性的功能材料是稳定和促进硫电化学反应的关键途径。得益于硼独特的原子和电子结构, 硼基材料具有丰富且可调的物理、化学和电化学性质, 近年来在锂硫电池的研究中受到了广泛关注。本文综述了近期硼基材料, 包括硼烯、硼原子掺杂碳、金属硼化物和非金属硼化物在锂硫电池中的研究进展, 总结了存在的问题并展望了未来的发展方向。

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14

双盐镁电池CoS2正极材料的电化学性能研究

李文博, 黄民松, 李月明, 李驰麟

无机材料学报    2022, 37 (2): 173-181.

镁金属电池因为镁金属负极的高体积比容量(3833 mAh/cm3)和高安全性而日益受到关注。然而, Mg2+引起的极化效应抑制了Mg2+在固相中的扩散, 限制了镁金属电池的比容量。锂镁双盐电解液利用Li+代替Mg2+驱动正极反应, 能够绕开Mg2+在固相中扩散缓慢的问题。本工作研究了过渡金属硫化物CoS2在不同锂镁混合电解液中的电化学性能, 并分析了锂盐浓度和充放电电压区间对其转换反应和循环稳定性的影响。添加锂盐的策略提高了CoS2基镁金属电池的转换反应动力学, 当充电电位提高至2.75 V时, Mg-CoS2电池在LiCl-APC电解液中的循环稳定性得到显著提高, 在循环150次后, 其比容量仍能维持在275 mAh/g, 远高于在2.0 V截止电压条件下的33 mAh/g。电池容量衰减与CoS2正极在2.0 V充电电位下Co3S4的不可逆生成有关, 其长期循环中伴随的Co和S元素溶解加剧了容量的不可逆损失。本工作为过渡金属硫族化合物在转换反应型镁电池中的应用提供了一种激活策略。

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15

锂硫电池S@pPAN正极用柔性黏结剂研究 

李婷婷, 张阳, 陈加航, 闵宇霖, 王久林

无机材料学报    2022, 37 (2): 182-188.

硫化聚丙烯腈(S@pPAN)作为锂硫电池正极材料实现了固-固转化反应机制, 没有多硫离子溶解现象, 但电化学循环过程中出现明显的体积变化, 其表界面特性对电化学性能具有重要影响。本研究以单壁碳纳米管(SWCNT)与羧甲基纤维素钠(CMC)复配作为S@pPAN正极黏结剂, 调控S@pPAN表界面并缓解充放电过程中的体积变化。在2C(1C=1672 mA∙g-1)电流密度下, 电池循环140圈后容量保持率为84.7%, 在7C的大电流密度下仍能维持 1147 mAh∙g-1的高比容量。加入SWCNT后复配黏结剂薄膜的极限拉伸强度提升了41倍, 并且复配黏结剂能在循环中维持更加稳定的正极界面, 有效提升了锂硫电池的循环稳定性。

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16

金属氰胺化合物的结构、合成及电化学储能应用

赵伟, 徐阳, 万颖杰, 蔡天逊, 穆金潇, 黄富强

无机材料学报    2022, 37 (2): 140-151.

金属氰胺化合物Mx(NCN)y作为类氧硫族化合物, 是一类新兴的无机功能材料。准线性[NCN]2-阴离子赋予其空旷和具有孔道的晶体结构、独特的电子结构和新奇的物化性质, 金属氰胺化合物在固态发光、光/电催化及电化学储能等诸多领域展现出应用前景, 近年来逐渐成为研究热点。本文简要回顾了金属氰胺化合物的研究历史, 概述了金属氰胺化合物的晶体结构及物化性质, 总结了常见合成方法及策略, 探讨了金属氰胺化合物在电化学储能领域的应用, 重点论述了其作为锂钠离子电池新型负极材料的电化学性能及存储机制。

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17

钠离子电池Na3Zr2Si2PO12陶瓷电解质的喷雾干燥法制备及性能优化

李榅凯, 赵宁, 毕志杰, 郭向欣

无机材料学报    2022, 37 (2): 189-196.

目前钠离子电池采用的有机电解液存在易燃易爆等安全隐患, 迫切需要开发高性能的固体电解质材料。其中NASICON型Na3Zr2Si2PO12电解质具有宽电化学窗口、高机械强度、对空气稳定、高离子电导率等优点, 应用前景广阔。但已有研究的陶瓷生坯由于黏结剂包覆不均匀导致生坯内部气孔较多, 难以烧成高致密、高离子电导的陶瓷电解质。本研究采用喷雾干燥法, 在Na3Zr2Si2PO12颗粒表面均匀包覆黏结剂的同时对颗粒进行球形造粒, 实现颗粒接近正态分布的粒度级配, 从而有效提高了颗粒间接触、降低了陶瓷坯体的孔隙率。制备的Na3Zr2Si2PO12陶瓷电解质的致密度达到97.5%, 室温离子电导率达到6.96×10-4 S∙cm-1, 远高于常规方法的致密度(88.1%)和离子电导率(4.94×10-4 S∙cm-1)。

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18

钠离子电池中空结构CoSe2/C负极材料的制备及储钠性能研究

王晶, 徐守冬, 卢中华, 赵壮壮, 陈良, 张鼎, 郭春丽

无机材料学报    2022, 37 (12): 1344-1350.

过渡金属硒化物具有较高的理论比容量和良好的导电能力, 是钠离子电池潜在的负极材料, 但其在电化学过程中会发生较大体积变化, 循环寿命不佳, 发展受到了限制。为缓解上述问题, 本研究以金属有机框架材料ZIF-67为前驱体, 用单宁酸(Tannic acid, TA)将ZIF-67刻蚀为空心结构, 再通过碳化、硒化制备出以碳为骨架的纳米中空CoSe2材料(H-CoSe2/C), 相较于未经刻蚀处理的CoSe2材料(CoSe2/C), H-CoSe2/C表现出更好的储钠性能, 特别是循环稳定性得到显著提高。50 mA·g-1电流密度下, 经过350次循环, 可逆比容量保持在383.4 mAh·g-1, 容量保持率为83.6%; 在500 mA·g-1电流密度下, 经过350次循环后容量保持率仍能达到72.2%。本研究表明, 中空结构能够提供足够的空间以缓解材料在电化学过程中的体积变化, 进而提高电极材料的循环性能。

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19

金属铋纳米颗粒原位修饰碳纳米管促进锂均匀沉积

蔡佳, 黄高旭, 金晓盼, 魏驰, 毛嘉毅, 李永生

无机材料学报    2022, 37 (12): 1337-1343.

锂金属具有高理论比容量和低电化学电位, 是发展高能量密度电池最有吸引力的负极材料之一。然而, 锂金属负极在反复的沉积/剥离过程中, 不可避免地会出现不规则的锂枝晶生长, 这将严重影响锂金属电池的循环寿命和使用安全性。本研究发展了一种简单温和的策略, 在碳纳米管上原位修饰铋纳米颗粒, 并涂覆在商业铜箔表面用作锂金属负极的集流体。研究表明, 原位修饰的铋纳米颗粒可显著促进锂均匀沉积, 抑制锂枝晶生长, 从而提高锂金属电池的电化学性能。在电流密度为1 mA·cm-2的条件下, 基于Bi@CNT/Cu集流体的锂铜电池循环300圈后库仑效率可稳定在98%。基于Li@Bi@CNT/Cu负极的对称电池可稳定循环1000 h。基于Bi@CNT/Cu集流体的磷酸铁锂(LFP)全电池也获得了优异的电化学性能, 在1C(170 mA·g-1)倍率下可稳定循环700圈。本研究为抑制锂金属负极枝晶生长提供了新的思路。

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期刊介绍


《无机材料学报》创刊于 1986 年,由中国科学院上海硅酸盐研究所主办,主要报道内容包括结构陶瓷材料、信息功能材料、能源与环境材料、生物材料等方面的最新研究成果 , 设有研究论文、研究快报(英文)、综述、观点评述、研究亮点和科技进展版块,目前已被SCI-E、EI、Scopus、CA、CSTPCD、CSCD、CNKI、CJCR等数据库收录,入选 “高质量科技期刊分级目录——材料科学-综合类”T1区和“无机非金属领域高质量科技期刊分级目录” T1区期刊。

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发布我国无机材料学科领域的最新研究进展,包括学术论文、研究快报和综述等,提供《无机材料学报》相关论文检索、稿件查询和审稿情况查询等服务。
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