赵金保教授课题组

研究前沿

  • 2020-09-16CuS基的全固态锂硫电池进展

    近日,德国亥姆霍兹研究所的Stefano Passerini教授(通讯作者)探究了CuS作为添加剂与S正极复合,提高Li-S固态电池的活性物质负载量。使用的固态电解质为经典的硫化物电解质LiI–Li3PS4,室温下电导率可达10-4 S/cm。研究了硫化铜-碳(CuSC)和三种不同的硫化铜-硫-碳(CuSS)复合材料作为正极。该复合材料是通过简便,低成本的机械化学球磨制备的。使用这样的复合电极在20°C下可提供高达1600 mAh g-1和7 mAh cm‑2的容量。这样...

  • 2020-09-10学术争议:利用PVDF基固态电解质实现锂枝晶抑制

    近日,一则关于PVDF固态电解质的学术争论广受关注,争论的双方是清华大学材料科学与工程研究院院长南策文院士与University of Milano-Bicocca的Prof. Piercarlo Mustarelli,主题是南策文院士发表在Advanced Materials上的一篇PVDF基固态电解质的工作。在该工作中,南策文院士声称使用简单的溶液浇铸法得到了一种使用LiFSI锂盐的PVDF基固态电解质,其电导率较高,且能形成多组分的纳米级界面层,有助于抑制锂枝晶,从而提高锂金...

  • 2020-09-01表面调节实现高压单晶锂电池正极的超高稳定性

    近日,哈尔滨工业大学王家钧教授,美国阿贡国家实验室陆俊研究员和中国科学院物理研究所苏东研究员(通讯作者)使用同步辐射X射线显微镜和X射线纳米断层照相术研究了单晶电池材料中的潜在衰退机制。由于具有超过220 mAh g-1的高比容量,他们选择了高镍单晶LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2(NCM622)作为模型电极;而为了将结构/形态变化与循环性能联系起来,他们在单晶水平上可视化了长循环过程中的中尺度相分布。实验结果表明,这种在循环...

  • 2020-08-11多孔COF实现无氯镁离子电池稳定循环

    镁离子电池相对于传统的锂离子电池,拥有着价格便宜,安全性高和容量高等优点,但是缺乏同时具有高功率和稳定的正极材料与之配对。相对于无机正极材料,有机正极材料具有更快的离子通道和更低的跃迁能垒。但其较低的电子电导率和在有机溶剂中更高的溶解度限制了发展,导致电池容量衰减快。近期马里兰大学王春生教授,武汉理工大学麦立强教授报道了对环境无害,低成本和可持续用于镁储存的共价有机骨架(COF)正极,其中三嗪环位...

  • 2020-08-11激光刻蚀负极提升快充循环性能

    随着动力电池技术的不断进步,电动汽车续航里程显著提升,而现阶段电动汽车的充电速度却不尽人意。因此,具备与燃油车加油速度相媲美的快充能力成为动力电池的一大角力点。近日,美国密歇根大学P. Dasgupta等人采用激光刻蚀技术在石墨负极表面制造了大量规则的直孔,帮助锂离子在厚电极中快速扩散,减少大电流充电工况下负极的极化,有效抑制了负极析锂,显著提升了电池的快充条件下的循环性能。在4C的快充倍率下,600次循环后...

  • 2020-08-05辐射对航天用一次锂电池的性能影响

    在现有的航天发射能力下,重量是所有航天器必须要面对的一个问题,对于航天器的储能装置而言,降低重量就意味着需要提升能量密度,因此航天器,特别是深空探测航天器对于高能量密度储能产品的需求十分迫切,因此在一些登陆小行星、彗星等探测任务中,具有更高能量密度的Li/CFx一次电池成为航天器的最佳选择。在探测地外行星时为了避免地球微生物对于地外行星环境的破坏,通常需要对航天器进行彻底的消毒,常规的高温杀菌会造成L...

  • 2020-08-05设计可约束的锂离子传输通道来一直固态锂金属电池中的枝晶生长

    随着社会的发展,人们对安全和并且具有高能量密度的电池需求不断增加。锂金属因为具有较高的理论容量(3860mAh g-1)而被认为是锂电池负极材料的终极选择。然而,锂金属电池的发展一直受锂枝晶生成的限制。固态电解质由于其高安全性和高能量密度等优势受到了广泛的的关注,而且,固态电解质的机械韧性为抑制锂枝晶提供了有效的解决方案。在众多的固态电解质中,硫化物固态电解质由于其较高的室温离子导电率受到了特别的关注。然...

  • 2020-08-05一种用于高面容量锂金属电池的“吃枝晶”型隔膜

    近日,出于开发一种在产业上可行的锂保护方法的考虑,同济大学伽龙、黄云辉课题组提出了一种具有实际应用可行性的“吃枝晶”策略,通过在商用化PP隔膜上引入非常薄的Si涂层(0.2 mg/cm-2)来调节Li+的电沉积并改善锂负极的循环性能。当Si层用于LMB中时,可通过与锂枝晶发生化学反应来避免电池短路。这样的反应还使得在锂表面上形成了富含硅化物的SEI。这种富含硅化物的SEI不仅可以防止锂与电解液之间的直接接触,而且还可以作为...

  • 2020-08-033D平面阳极支撑SOFC的不同双极板设计的性能评估

    固体氧化物燃料电池(SOFC)具有高能量转换效率,低污染物排放量和良好的燃料灵活性。能量转换效率高达65%(传统火力发电厂的整体效率35%左右),用来热电联产还可以将SOFC的整体效率提高到约85%,是非常有潜力的绿色能源。近几年,关于SOFC的模拟计算研究越来越多。印度Central Glass and Ceramic Research Institute的Deepra Bhattacharya在《International Journal of Heat and Mass Transfer》上发表了以“Performance eva...

  • 2020-08-03基于低热值煤气的固体氧化物燃料电池模型的建模与分析

    尽管温室气体排放和气候变化的危险日益加剧,但由于煤炭丰富且价格便宜,煤炭仍是重要的能源。因此,清洁煤技术的开发非常重要。由于固体氧化物燃料电池(SOFC)提供的燃料灵活性,它非常适合使用煤和煤衍生的气体。SOFC比传统技术更具优势,因为固体氧化物燃料电池将燃料的化学能高效地转化为电能。由于这个原因,在SOFC中使用不同的燃料(煤和煤衍生的气体)受到越来越多的研究。最近,土耳其加济大学的Mustafa İlbaş在《In...

  • 2020-06-22通过紫外引发制备具有交联网状结构的凝胶聚合物电解质

    随着人们对电池能量密度要求的提高,固态电解质得到研究者们的青睐。其中固态聚合物电解质有着安全、好的界面相容性和灵活的优点,但受限于较低的离子电导率。所以研究者们选择在其中加入增塑剂制备成凝胶聚合物电解质,提高其离子电导率来满足人们需求。最近,中山大学的孟跃中教授在《Energy Storage Materials》上发表了以“Lithium (4-styrenesulfonyl) (triflfluoromethanesulfonyl) imide based single-ion polymer elect...

  • 2020-06-22受增白剂启发的多功能中间相可实现长寿命且可深度充电的水性Zn阳极

    随着全球对环境友好和有效利用资源的需求,相对于当前的锂离子技术,需要绿色和更安全的电池系统。作为最优的候选者之一,水性锌电池,特别是在中性或弱酸性条件下,具有高倍率能力和出色的体积能量输出(Zn/MnO2电池的理论能量密度> 400 Wh/L)的特点),并且原材料成本较低。然而,水性锌电池的广泛应用受到锌金属的电化学不可逆性和低利用率的阻碍,这是由于充电过程中的树枝状生长以及在电极-电解质界面发生的副反应而引起的...

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