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上海硅酸鹽所在鋅基電池的新型穩(wěn)定化電解質(zhì)研究中取得系列進(jìn)展
為有效改善鋅負(fù)極的穩(wěn)定性，中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所研究員劉宇帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊開展了一系列工作，研究出一種具有高穩(wěn)定性、柔性的自支撐明膠電解質(zhì)隔膜。這種電解質(zhì)具備獨特的熱可逆性和優(yōu)異的無機鹽兼容性。通過構(gòu)筑穩(wěn)定的電極-電解質(zhì)界面，鋅負(fù)極的腐蝕程度顯著降低，對稱電池循環(huán)穩(wěn)定性得到提高（0.2mA cm-2穩(wěn)定循環(huán)800h）且沒有明顯的枝晶形成。獨特的結(jié)構(gòu)設(shè)計使電池具備柔性和抵抗外力刺激的穩(wěn)定性。進(jìn)一步地，基于明膠獨特的無機鹽增強效應(yīng)，在高濃度的電解液中處理后的明膠電解質(zhì)脫水，分子鏈之間形成強疏水相互作用，電解質(zhì)的熱穩(wěn)定性和機械性能明顯增強，獲得了目前所報道的機械性能最好的水系鋅基電池自支撐固態(tài)電解質(zhì)隔膜。對稱電池在高達(dá)5mA cm-2電流密度下可以穩(wěn)定循環(huán)400h。同時，優(yōu)異的機械性能也提高了電池的安全性，拓展了其在柔性電池領(lǐng)域的應(yīng)用。
大連化物所研發(fā)出應(yīng)用于鋅溴液流電池的高活性氮化鈦納米棒陣列復(fù)合電極材料
近日中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所儲能技術(shù)研究部研究員李先鋒、張華民團(tuán)隊設(shè)計、制備了一種基于氮化鈦納米棒陣列三維復(fù)合電極材料，并應(yīng)用于鋅溴基液流電池中。該研究團(tuán)隊設(shè)計制備出了一類基于氮化鈦納米棒陣列的自支撐三維層狀復(fù)合電極材料。在此設(shè)計中，碳?xì)蛛姌O作為復(fù)合電極的基底材料，其三維導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)保證了電極的高電子傳導(dǎo)率。氮化鈦納米棒陣列對Br2/Br-電對的高催化活性則降低了電極的電化學(xué)極化。此外，三維層狀和棒狀陣列結(jié)構(gòu)有助于電解液向電極內(nèi)部的滲透，提高了電極的離子傳輸速率，從而降低了傳質(zhì)極化，大大提高了鋅溴液流電池的工作電流密度。該工作為高功率密度溴基液流電池電極材料的設(shè)計制備提供了新思路。
科學(xué)家開發(fā)出鋰硫電池新陰極 性能穩(wěn)定容量高
據(jù)了解，新加坡科學(xué)技術(shù)研究局納米生物實驗室的科學(xué)家們已經(jīng)開發(fā)出一種生產(chǎn)鋰硫陰極的新方法，這種陰極在200多次的循環(huán)中表現(xiàn)出了穩(wěn)定的性能和高存儲容量。該研究機構(gòu)表示，這代表著“鋰硫電池商業(yè)化有望。”實驗室小組在添加硫之前使用組裝的碳支架來創(chuàng)建三維互聯(lián)的多孔納米材料，而這種支架防止了陰極塌縮。研究結(jié)果表明，采用新電極的電池在200次循環(huán)中可以達(dá)到每克1220毫安時的特定容量，且容量衰減率低于0.14%。根據(jù)實驗室的數(shù)據(jù)，由于“陰極的外形、表面積和電阻的差異”，鋰硫電池的比容量提高了48%，容量衰減率降低了26%。
北大在鋰電池材料界面梯度重構(gòu)提升性能方面取得重要進(jìn)展
近日，由北京大學(xué)深圳研究生院新材料學(xué)院潘鋒教授領(lǐng)導(dǎo)的清潔能源中心研究團(tuán)隊運用中子衍射、x-射線吸收譜（XPS）、高精度及原子尺度顯微鏡（HR-TEM及球差TEM）結(jié)合第一性原理量子化學(xué)計算，對鋰電池過渡金屬氧化物層狀材料界面Ti梯度摻雜形成新型的界面重構(gòu)、提升電池充放電速率和循環(huán)穩(wěn)定性及相關(guān)機理進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。
青島能源所開發(fā)出基于石墨炔的高性能儲鈉材料
中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所碳基材料與能源應(yīng)用研究組研究發(fā)現(xiàn)，通過對石墨炔碳材料進(jìn)行分子設(shè)計控制炔鍵的數(shù)目，增加更多的儲鈉位點和傳輸通道，進(jìn)而制備出具有更好電化學(xué)表現(xiàn)的儲鈉材料，其優(yōu)異的比容量和超長的循環(huán)穩(wěn)定性表明石墨炔類碳材料在儲能方面具有巨大的應(yīng)用潛力。
深圳先進(jìn)院在高安全性準(zhǔn)固態(tài)電池研究取得進(jìn)展
中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院光子信息與能源材料研究中心電化學(xué)團(tuán)隊在高安全性二次鋰電池方向獲得重要進(jìn)展。研究團(tuán)隊開發(fā)了一種適配鋰金屬負(fù)極的高性能阻燃準(zhǔn)固態(tài)電解質(zhì)。該電解質(zhì)通過原位聚合高分子骨架以支撐不可燃的磷酸酯溶劑，兼具高安全性與高碘化學(xué)穩(wěn)定性。基于該電解質(zhì)的準(zhǔn)固態(tài)電池在彎折、沖擊、剪切、空氣暴露、直接明火灼燒情況下均可穩(wěn)定運行，并展現(xiàn)出了600圈無衰減的優(yōu)異性能。
深圳先進(jìn)院研發(fā)出新型低成本環(huán)保鈉電正極材料
近日，中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院功能薄膜材料研究中心唐永炳研究員及其團(tuán)隊成員聯(lián)合泰國國立同步輻射光源研究所成功研發(fā)出一種新型鈉離子電池正極材料。唐永炳研究員及其團(tuán)隊成員宋天一、姚文嬌、鄭勇平等人通過理論計算與實驗相結(jié)合，成功研發(fā)出一種新型Na2Fe(SO4)(C2O4)·H2O鈉電正極材料。該鈉電正極材料表現(xiàn)了優(yōu)異的電化學(xué)可逆性和穩(wěn)定性。進(jìn)一步的原位同步輻射和XRD表征以及第一性原理計算闡明了該材料電化學(xué)活性起源于Fe2+/Fe3+氧化還原對；高的電化學(xué)穩(wěn)定性則源于該材料具有大尺寸的鈉離子遷移通道及高的晶體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。該工作對開發(fā)新型電極材料以及促進(jìn)高效低成本電池技術(shù)發(fā)展具有重要意義。
擁有新型電解質(zhì)的鈣電池或許可替代鋰離子電池技術(shù)
德國卡爾斯魯厄理工學(xué)院 （Germany’s Karlsruhe Institute of Technology）的科學(xué)家介紹了一種新型的有機鈣鹽電解質(zhì)，可實現(xiàn)室溫充電。研究者表示，這一電解質(zhì)在氧化穩(wěn)定性、離子電導(dǎo)率和長期可逆循環(huán)能力方面表現(xiàn)出“最先進(jìn)的電化學(xué)性能”。盡管現(xiàn)在取得了一定的成果，但科學(xué)家指出，“新的電解質(zhì)只是重要的第一步，”但“我們還有很長的路要走，才能將鈣電池推向市場。”
參考來源：
中國科技網(wǎng)、OFweek鋰電網(wǎng)、北京大學(xué)
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/墨玉）
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