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姜汉卿团队开发具有超高稳定性的锌金属负极用于锌金属电池（图）
姜汉卿团队 锌金属 电池
2023/10/18
锂离子电池因具有长循环寿命、高能量密度和高功率密度被认为是便携式电子设备、电动汽车以及大规模电网等领域应用的理想选择。但是，锂离子电池通常需要使用高挥发性与易燃性的有机系电解质，在短路、过热或过充等恶劣条件下，电解质分解引发内部链式反应，造成起火爆炸等安全事故，存在较大的安全隐患，打击消费者信心。相较之下，锌金属电池采用安全性较高的水系电解质，同时具备成本低廉、理论容量密度高（820 mAh g-...
中国科学院大连化学物理研究所发表可充电碱性锌基电池负极的综述文章（图）
碱性锌基 电池负极 催化新材料
2023/8/22
2023年8月16日，中国科学院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室无机膜与催化新材料研究组（504组）杨维慎研究员和朱凯月副研究员团队发表了关于可充电碱性锌基电池负极的综述文章，系统分析了碱性电解液体系锌负极面临的问题，总结和评估了目前的研究现状和趋势，展望了该领域未来的研究前景。
人们对消费类电子产品、电动汽车和智能电网存储日益增长的依赖和需求刺激了对高能量密度可充电电池需求的增长。锂金属负极因较高的理论比容量被视为高能量密度电池的“圣杯”，具有高能量密度电池的潜力。然而，锂金属负极的大规模商业化仍然受到众多技术挑战的困扰，如：1）金属锂的高反应性，与电解液成分反复相互作用，形成不连续的固体电解质界面（SEI）层，消耗直至耗尽有限的电解液； 2）不均匀沉积导致锂枝晶生长并从...
中国科学院上海硅酸盐所等提出快充负极导电网络优化的原位电化学转换策略（图）
上海硅酸盐 负极导电 网络优化 原位电化学转换
2022/10/21
目前，储能市场对锂离子电池的快充性能提出了更高的要求。商业电池的快充目标为15分钟内完成80%的充电，但商业石墨负极因较低的电化学平台，在反复充放电过程中易生长锂枝晶而导致电池短路。正交相的五氧化二铌（T-Nb2O5）具有由NbO6和NbO7两种多面体共顶点或者共边连接构成的层状结构。这种稳定的房柱式（room and pillar）框架结构保证了T-Nb2O5可以高占比的体相赝电容效应进行储锂，...
目前储能市场对锂离子电池的快充性能提出了更高的要求，当前商业电池的快充目标为15分钟内完成80%的充电，但商业石墨负极因其较低的电化学平台，在反复充放电过程中容易生长锂枝晶而导致电池短路。正交相的五氧化二铌（T-Nb2O5）具有由NbO6和NbO7两种多面体共顶点或者共边连接构成的层状结构，这种稳定的房柱式（room and pillar）框架结构保证了T-Nb2O5可以高占比的体相赝电容效应进行...
宁波材料所在锂电池金属锂负极真实可逆性定量分析研究方面取得重要进展（图）
锂电池金属 电化学活性 电感耦合 等离子体
2023/7/13
以金属锂为负极的锂金属二次电池具备超越600Wh/kg能量密度的潜力，是突破传统锂离子电池能量密度极限的下一代高比能电池技术发展方向和全球研究热点。然而，金属锂负极电化学可逆性差成为制约锂金属电池循环寿命提升的最大瓶颈。准确分析金属锂负极的可逆性是深入理解其性能衰减机制，进而发展长寿命锂金属电池的关键基础科学问题。不同于传统锂离子电池可以用库伦效率来直接反映电化学反应可逆性，由于锂负极中预先存在的...
金属锂因其最负的电化学势和高的理论比容量而成为研究的热点。但是，由于锂枝晶生长所造成的安全问题长久以来制约着可充电锂负极的应用。高浓盐电解液（HCEs）能够减缓锂沉积过程中因电极表面锂离子耗尽所引发的锂枝晶的尖端生长，稳定锂电极的循环性能。在HCEs中添加对锂盐溶解度低的稀释剂（氟化溶剂，如TTE），可以形成局部高浓度电解液（LHCEs）。LHCEs既保留了高浓度锂离子的电解质环境，又改善了电解液...
硅（Si）具有极高的理论容量、较低的电压平台和丰富的自然资源，有成为下一代高能量密度锂离子电池负极材料的潜力。但Si不同于石墨，其固有电导率低，循环过程中体积变化巨大，不宜直接作为负极材料。因此出现了许多从维度结构、复合材料、黏结剂和电解质等方面改善或适配Si基负极材料的改性方案，以使其满足商业化的要求。本文综合评述了近年Si基负极材料的研究进展，总结了不同方面的设计要素，介绍了代表性材料的性能表...
碱金属离子电池是指以Li+、Na+、K+离子为载体的二次电池,其能量密度高、使用寿命长,在电子设备、清洁能源存储中应用广泛。负极是影响电池性能的关键因素,迫切需要开发高比容量和强结构稳定性的负极。基于转换反应的金属化合物负极理论容量高、安全性好、资源丰富,然而其导电性较差,体积效应大,会损害倍率和循环性能。利用金属有机框架材料(MOFs)可以有效解决上述问题,由MOFs衍生的金属化合物优势明显:(...
锌具有原料丰富、质量轻便、金属导电性与延展性好以及理论比容量高等优势,可以作为绿色可充电电池的理想电极材料。其中,以中性或弱酸性水溶液为电解质、锌为负极的锌基水系电池具有安全性高、电池材料廉价无毒、制备工艺简单、环境友好等特点,在储能和动力电池领域具有极高的应用价值和发展前景。但电池充放电过程中伴随的锌枝晶、析氢、腐蚀、钝化等问题限制了其实际应用。本文综述了锌基水系电池负极存在的问题及当前的解决策...
高能量密度无负极锂金属电池研究取得进展（图）
高能量 密度 无负极 锂金属电池
2021/3/25
目前，基于锂离子插层化学的传统锂离子电池已无法满足各种新兴领域对锂电池能量密度的需求，因此，以高能量密度著称的锂金属电池引起研究人员的广泛关注。在锂金属电池中，无负极锂金属电池（AF-LMB）可以将全电池能量密度推向极致，超过450 Whkg-1，被视为高能量密度锂金属电池的终极选择。然而，相比含有负极材料的锂电池，无负极锂金属电池失去了负极宿主材料的保护或来自负极侧的锂补偿，在循环过程中任何不可...
近日，我所催化基础国家重点实验室二维材料化学与能源应用研究组（508组）吴忠帅研究员团队与李先锋研究员、郑琼副研究员团队，中国科学技术大学余彦教授团队合作，发展了一种三维柔性、高导电、亲碱金属的MXene/三聚氰胺多孔气凝胶新材料，有效调控了碱金属与三维框架载体间的表界面化学，获得了高倍率、高容量、无枝晶碱金属（锂、钠、钾）负极，并构筑出高比能、长寿命碱金属电池。
中国科学院福建物质结构研究所钠离子电池负极材料研究取得新进展（图）
中国科学院福建物质结构研究所 钠离子 电池 负极材料
2019/5/14
中国科学院福建物质结构研究所结构化学国家重点实验室张健研究员领导的无机合成化学团队与张华彬博士合作，在国家重点研发计划，国家自然科学基金，中科院战略性先导科技专项的资助下，采用二次硫化（溶剂热硫化和高温煅烧硫化）和酸刻蚀的策略，将锌、钼基的沸石型咪唑骨架（HZIF-Zn/Mo）转变为由钼缺陷丰富的超薄二硫化钼纳米片组装的中空的微立方体框架（HMF-MoS2）。作为钠离子电池负极材料，该材料表现出了...
复旦大学化学系夏永姚教授在金属锂负极方向取得重要进展（图）
电动出行 金属锂电池 金属锂负极保护
2021/8/26
电动出行领域的发展对下一代高能量密度储能电池有着迫切的需求。金属锂具有很高的理论能量密度（3860mAhg-1），较低的电极电势（-3.04V vs 标准氢电极）和较低的密度（0.59g cm-3），因此是理想的锂金属电池负极材料。但是金属锂负极在充放电过程中存在三个主要问题：1）枝晶生长；2）极高的化学反应活性；3）沉积溶解过程中体积变化，一直影响着金属锂电池的实际应用。
北京理工大学孙克宁团队在《Advanced Energy Materials》发表钠离子电池负极研究新成果（图）
北京理工大学 孙克宁 团队 Advanced Energy Materials 离子电池负极
2019/4/9
近日，北京理工大学化学与化工学院孙克宁团队在高倍率、长循环钠离子电池负极研究方面取得新的研究进展。通过构建介孔中空结构并采用杂原子调控碳层间距，获得了具有较高倍率性能及循环稳定性的碳负极材料。该研究成果以《Heteroatom-Doped Mesoporous Hollow Carbon Spheres for Fast Sodium Storage with an Ultralong Cycle...