中国黄色一级视频,日韩欧美在线播放视频,最新在线中文字幕

當(dāng)前位置: 綠色智匯能源技術(shù)研究院 > 數(shù)說 > 技術(shù) >

繆靈團(tuán)隊(duì)：抑制釩基水系鋅離子電池正極材料溶解的原位CEI包覆策略

時(shí)間:2021-05-05 15:45來源:能源學(xué)人作者:Energist

點(diǎn)擊: 次

【研究背景】

電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)迫切需要高性能，安全性和低成本，以滿足智能電子產(chǎn)品和電動(dòng)汽車不斷增長(zhǎng)的需求。由于水系電解質(zhì)的安全性和較高離子電導(dǎo)率，水系電池，作為目前廣泛使用的鋰離子電池的替代品，已經(jīng)引起了越來越多的關(guān)注。其中，低成本、高地殼豐度的水系鋅離子電池（AZIBs）具有較高理論容量，有望滿足上述要求。

目前，開發(fā)具有高比容量和長(zhǎng)期可循環(huán)性的合適正極是促進(jìn)水系A(chǔ)ZIBs發(fā)展的一個(gè)的有效途徑。其中，釩基正極材料由于其層狀結(jié)構(gòu)和相對(duì)較高比容量已顯示出可用于AZIBs的潛力。但是，大量的釩基材料在高電流密度下顯示出優(yōu)異的循環(huán)能力，而在低倍率下循環(huán)穩(wěn)定性較差。其中一個(gè)主要原因應(yīng)是釩溶解在水系電解液中導(dǎo)致的正極材料損失，且這是自發(fā)的反應(yīng)，因?yàn)閺?qiáng)極性的水分子會(huì)腐蝕釩基正極的晶體結(jié)構(gòu)。這個(gè)問題不僅會(huì)導(dǎo)致容量衰減，而且會(huì)對(duì)電池的循環(huán)性產(chǎn)生負(fù)面影響，因?yàn)樵陔娀瘜W(xué)過程中，溶解的金屬離子會(huì)沉積在電極上造成鈍化。

釩溶解問題已經(jīng)引起了研究人員的較大關(guān)注，但是目前針對(duì)此類問題的文獻(xiàn)不多。正極溶解問題亟待解決，不僅可提高電池循環(huán)壽命，且可延長(zhǎng)電池存儲(chǔ)時(shí)間，對(duì)其他離子電池體系中的電極穩(wěn)定性問題也具有一定參考價(jià)值。

【工作介紹】

近日，華中科技大學(xué)繆靈團(tuán)隊(duì)提出了一種原位正極/電解液中間相（CEI）包覆策略，從動(dòng)力學(xué)上抑制正極釩溶解，提高電池存儲(chǔ)時(shí)間，延長(zhǎng)電池循環(huán)使用壽命，設(shè)計(jì)思路如圖一所示。據(jù)報(bào)道，在電化學(xué)過程中，預(yù)嵌入的金屬離子會(huì)從氧化釩層中析出，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)坍縮和容量下降。受此現(xiàn)象的啟發(fā)，如圖一所示，當(dāng)析出的金屬離子從釩基正極中脫出時(shí)即在表面沉淀，就可以在表面上原位形成CEI包覆層。此處，將鍶離子作為犧牲客體引入釩氧化物層中，并且在電化學(xué)過程中，含鍶化合物CEI包覆層會(huì)在Sr²⁺離子從釩氧化物層中浸出后原位沉淀。這種CEI包覆層就可以阻止釩基正極與水系電極液中強(qiáng)極性水分子的直接接觸，從而抑制正極溶解。

圖一：原位表面CEI包覆設(shè)計(jì)思路

作者通過TEM、HRTEM、線掃和EDS元素掃描圖來驗(yàn)證上述策略，如圖二所示。如圖二b所示，圖二a中紅色框區(qū)域的HAADF圖像顯示出納米周圍具有明顯的強(qiáng)度差。如圖二b所示，較暗區(qū)域的厚度大約為10nm左右。此外，根據(jù)如圖二c，d所示的線掃描結(jié)果和EDS元素掃描圖像，觀察到包含Sr和C的包覆層。帶狀區(qū)域中Sr元素較包覆層更少，并且在充電后正極區(qū)域中出現(xiàn)了Zn元素，這表明在電化學(xué)過程中Sr²⁺會(huì)析出、Zn²⁺嵌入，和設(shè)計(jì)思路吻合。同時(shí)，這些結(jié)果表明包覆層已成功沉積在納米帶正極的表面上。

圖二：不同循環(huán)圈數(shù)后正極的TEM、HRTEM、線掃和EDS圖

進(jìn)一步通過開路電壓靜置實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證CEI包覆層對(duì)延長(zhǎng)電池存儲(chǔ)時(shí)間和提高循環(huán)穩(wěn)定性的正面效果。如圖三所示，在經(jīng)過多次開路電壓靜置3天（OCV-3）實(shí)驗(yàn)后，CEI轉(zhuǎn)換后的正極展示出最高的比容量保留率，高于其他幾個(gè)樣品。第一次開路電壓靜置前后的充放電曲線則表明CEI包覆不僅抑制了正極釩溶解還抑制了電池靜置過程中的自放電。得益于此，CEI轉(zhuǎn)換后的電池展現(xiàn)出最好的循環(huán)穩(wěn)定性，在循環(huán)5000圈后仍保留84.6%的比容量。

圖三：開路電壓靜置實(shí)驗(yàn)和長(zhǎng)時(shí)間循環(huán)穩(wěn)定性

Lishang Zhang, Bao Zhang, Jisong Hu, Jia Liu, Ling Miao*, Jianjun Jiang, An In Situ Artificial Cathode Electrolyte Interphase Strategy for Suppressing Cathode Dissolution in Aqueous Zinc Ion Batteries. Small Methods 2021, DOI:10.1002/smtd.202100094

作者簡(jiǎn)介：

通訊作者：繆靈副教授，博士生導(dǎo)師，08年武漢大學(xué)畢業(yè)后加入華中科技大學(xué)光學(xué)與電子信息學(xué)院，研究方向?yàn)榧{米儲(chǔ)能材料計(jì)算設(shè)計(jì)，智能微波吸波結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、智能算法應(yīng)用。在包括Energy Environ. Sci., Nano Lett, Advanced Energy Materials, Advanced Functional Materials, Nano Energy等能源、納米領(lǐng)域頂級(jí)期刊發(fā)表了相關(guān)工作。

第一作者：張力上，華中科技大學(xué)光學(xué)與電子信息學(xué)院博士研究生，研究方向?yàn)樗典\離子電池，目前主要關(guān)注釩基材料在水系電解液中的溶解抑制問題。

(責(zé)任編輯：子蕊)

文章標(biāo)簽：正極材料釩基水系鋅離子電池原位CEI包覆策略

作者：Energist ，如若轉(zhuǎn)載，請(qǐng)注明出處：http://www.bbbzqm.com/shushuo/jishu/2021050536061.html

看完這篇還不夠？如果你也也是同行業(yè)需要發(fā)布您的新聞報(bào)道，請(qǐng) 戳這里告訴我們！

免責(zé)聲明：本文僅代表作者個(gè)人觀點(diǎn)，與中國(guó)電池聯(lián)盟無關(guān)。其原創(chuàng)性以及文中陳述文字和內(nèi)容未經(jīng)本網(wǎng)證實(shí)，對(duì)本文以及其中全部或者部分內(nèi)容、文字的真實(shí)性、完整性、及時(shí)性本站不作任何保證或承諾，請(qǐng)讀者僅作參考，并請(qǐng)自行核實(shí)相關(guān)內(nèi)容。
凡本網(wǎng)注明 “來源：XXX（非中國(guó)電池聯(lián)盟）”的作品，均轉(zhuǎn)載自其它媒體，轉(zhuǎn)載目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé)。
如因作品內(nèi)容、版權(quán)和其它問題需要同本網(wǎng)聯(lián)系的，請(qǐng)?jiān)谝恢軆?nèi)進(jìn)行，以便我們及時(shí)處理。
QQ：503204601
郵箱：cbcu@cbcu.com.cn

2019燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)技術(shù)峰會(huì)

【報(bào)告嘉賓公布】千人儲(chǔ)能盛會(huì)！120+專家報(bào)告！院士報(bào)告+6大分論

相關(guān)新聞

黃學(xué)杰團(tuán)隊(duì)：鋰離子電池補(bǔ)鋰技術(shù)

本文總結(jié)了補(bǔ)鋰技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r和本課題組在補(bǔ)鋰技術(shù)方面的一些工作，并展望了補(bǔ)鋰技術(shù)在鋰離子電池中的應(yīng)用前景。

2021-05-07 11:35
鋰離子電池?zé)崾Э匾种频目刂蒲芯?/span>

為了進(jìn)一步探究鋰離子電池?zé)崾Э氐姆磻?yīng)機(jī)理，在本文中作者利用多種副反應(yīng)建立熱模型，進(jìn)一步研究溫度對(duì)熱失控的抑制作用。結(jié)果表明：當(dāng)加熱到473.15 K時(shí)，負(fù)極材料反應(yīng)產(chǎn)生的熱量觸發(fā)熱失控較低的散熱溫度(273.15 K)不能有效抑制熱失控的發(fā)生。

2021-03-13 17:32

本月熱點(diǎn)

2024鋰電池行研報(bào)告

根據(jù)上奇產(chǎn)業(yè)通，鋰電池產(chǎn)業(yè)由原材料、電芯材料、生產(chǎn)與組裝、下游應(yīng)用、回收利用5個(gè)一級(jí)環(huán)節(jié)構(gòu)成，含21個(gè)二級(jí)環(huán)節(jié)、38個(gè)三級(jí)環(huán)節(jié)。

2024-05-24 18:59
小米入局電池制造，與寧德時(shí)代成立合資公司！

企查查APP顯示，近日，北京時(shí)代動(dòng)力電池有限公司成立，注冊(cè)資本10億元人民幣，經(jīng)營(yíng)范圍為電池制造。企查查股權(quán)穿透顯示，該公司由小米汽車、寧德時(shí)代、京能科技等共同持股。

2024-05-20 19:05
多個(gè)鋰電項(xiàng)目終止，重磅文件引導(dǎo)企業(yè)單純擴(kuò)大產(chǎn)能！

隨著行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的加劇，動(dòng)力電池產(chǎn)能過剩的問題也逐漸突出，企業(yè)對(duì)于鋰電產(chǎn)業(yè)的投資愈加理性。近期，就有多家鋰電產(chǎn)業(yè)鏈上市公司宣布終止定增、終止項(xiàng)目建設(shè)。

2024-05-15 19:12
攜手多地政府，這家企業(yè)5月三大電池項(xiàng)目開工/簽約!

5月20日，由湖南中嶒能源有限公司（以下簡(jiǎn)稱中嶒能源）投資建設(shè)的葉城縣年產(chǎn)0.5GWh電池及儲(chǔ)能柜PACK生產(chǎn)項(xiàng)目，在新疆葉城縣舉行開工儀式。本次開工儀式由項(xiàng)目中標(biāo)單位新疆交通建設(shè)集團(tuán)股份有限公司舉辦。

2024-05-21 18:46
重磅！新能源突傳三大利好！固態(tài)電池賽道即將爆發(fā)

新能源的重磅產(chǎn)品突傳利好消息。

2024-05-28 18:18
投資超25億元！這家鋰電企業(yè)擬在美國(guó)建設(shè)電池化學(xué)品項(xiàng)目

5月21日晚間，新宙邦發(fā)布公告稱，公司擬以全資公司Capchem Technology USA Inc.（簡(jiǎn)稱“美國(guó)新宙邦”）或其他新設(shè)控股公司為實(shí)施主體，在美國(guó)路易斯安那州建設(shè)電池化學(xué)品項(xiàng)目。

2024-05-22 19:20
又一10GWh項(xiàng)目開工，固態(tài)電池距離產(chǎn)業(yè)化還要多久？

5月9日上午，恩力動(dòng)力10GWh先進(jìn)電池制造基地項(xiàng)目在安徽省鳳陽縣舉行開工儀式。

2024-05-11 19:17
寧德時(shí)代、比亞迪、中創(chuàng)新航共同供貨蔚來“樂道”？

5月7日消息，比亞迪即將成為蔚來汽車全新品牌“樂道”的動(dòng)力電池供應(yīng)伙伴，雙方已正式簽署合作協(xié)議。

2024-05-09 18:48

歡迎投稿

聯(lián)系人：王女士
Email：cbcu#cbcu.com.cn
發(fā)送郵件時(shí)用@替換#
電話：010-56284224

在線投稿

黃學(xué)杰團(tuán)隊(duì)：鋰離子電池補(bǔ)鋰技術(shù) 本文總結(jié)了補(bǔ)鋰技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r和本課題組在補(bǔ)鋰技術(shù)方面的一些工作，并展望了補(bǔ)鋰技術(shù)在鋰離子電池中的應(yīng)用前景。 2021-05-07 11:35	鋰離子電池?zé)崾Э匾种频目刂蒲芯?/span> 為了進(jìn)一步探究鋰離子電池?zé)崾Э氐姆磻?yīng)機(jī)理，在本文中作者利用多種副反應(yīng)建立熱模型，進(jìn)一步研究溫度對(duì)熱失控的抑制作用。結(jié)果表明：當(dāng)加熱到473.15 K時(shí)，負(fù)極材料反應(yīng)產(chǎn)生的熱量觸發(fā)熱失控較低的散熱溫度(273.15 K)不能有效抑制熱失控的發(fā)生。 2021-03-13 17:32