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分子骨架编程预介体实现锂硫电池高性能
该研究通过提出预介体概念和分子骨架编程策略,成功解决了锂硫电池中硫转化动力学缓慢和穿梭效应的关键挑战。研究团队开发的机器学习辅助设计方法,建立了可解释的混合描述符,揭示了分子骨架电子、几何特征与介导性能间的深层关联。4-CF₃-CPyr作为最优预介体,通过原位激活机制在电极表面构建动态阻挡-介导层,实现了高效的硫氧化还原调控。该工作不仅为高性能锂硫电池电解液设计提供了新思路,其分子骨架编程策略也为更广泛有机化学空间中的功能分子设计开辟了道路。
极性对比电解液设计策略提高锂金属电池低温
该工作首次从“阴离子-溶剂相互作用”角度出发,提出了一种“极性对比”电解液设计策略,通过协同调控离子-偶极与偶极-偶极相互作用,在低温条件下成功构建了稳定的阴离子主导型溶剂化结构,实现了优异的低温离子传输动力学、富LiF界面构筑以及均匀的锂沉积行为。该研究不仅揭示了低温环境下溶剂化结构动态演化的新机制,也为低温锂金属电池电解液设计提供了新的理论依据与研究思路。
消除可溶性四硫化锂稳定锂硫化学
该研究提出同时加速Li₂S₄消耗、减缓其生成并绕过其生成路径的三重策略,通过Mg₄C₆₀催化剂的化学吸附与催化作用结合LLMDD电解液的溶剂化结构调控,构建协同调控硫还原反应路径的新体系,为高能量密度锂硫电池的设计提供了理论框架和实践指导。
大踏步推动下一代锂金属电池商业化
无论是长续航电动汽车、低空经济飞行器,还是高端消费电子与大型储能电站,都迫切需要能量密度突破 600Wh/kg的实用化电池产品。然而,锂金属电池的产业化一直被贫液条件下界面不稳定、离子传输低效、循环寿命短等核心难题桎梏。近期,宁波大学周明炯团队联合复旦大学夏永姚团队等单位,在《Nature Communications》上发表的成果。首创双功能配体桥接电解液BLBE体系,通过分子界面工程重构离子溶剂化网络,成功攻克贫液工况下锂金属电池的界面与动力学瓶颈,实现14Ah级、606.8 Wh/kg大容量锂金属软包电池的稳定循环。
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