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硅负极界面驱动老化的机制理解
本研究通过建立"SEI开裂-溶解"统一机制框架,揭示了富LiF型SEI可同时提升微米硅负极的循环寿命和日历寿命,而纳米硅因大比表面积导致的严重SEI溶解使其日历寿命受限,为开发长寿命硅负极提供了电解液筛选和电极设计的理论指导。
用于可逆质子陶瓷电化学电池的高离子分散氧
作者为BCZTZICM氧电极开发了一种多元素微掺杂策略,使其具有竞争力的ORR/OER活性和稳定性。高离子分散度实现了17.67×10⁻⁶ K⁻¹的低热膨胀系数和高水合能力,促进了氧和质子的迁移。BCZTZICM在40次热循环测试中表现出可靠的热机械稳定性,没有明显退化。单电池实现了1.56 W cm⁻²的峰值功率密度和2.0 A cm⁻²的电解电流密度。
高温锂金属负极SEI与电解液构型动态演变
阐明了高温下界面电解质构型和SEI的动态演化,而且建立了界面电解质构型演化与SEI形成之间的关联,为面向在更苛刻条件下工作的其他更高能量密度界面的电解质和界面工程提供了可检验的机理框架和设计基础。此外,通过将源头从界面相追溯到界面,本研究为可充电电池系统中的电极/电解质界面提供了更基本的见解。
基于氧化还原增强型混合电容器的电解液工程
该研究以三苯甲烷染料为pH指示剂,成功开发了适用于氧化还原增强型锌离子混合电容器的多功能氧化还原电解液,创新性实现了pH缓冲、电致变色响应与氧化还原活性的协同集成,为水系储能器件的电解液工程提供了全新设计思路。研究系统揭示了染料的“质子-电子”协同转移行为是调控电解液性能的核心机制:质子转移通过酸碱平衡实现电解液pH动态缓冲,有效抑制锌负极析氢、枝晶生长与副产物生成,同时借助电致变色效应实现器件工作状态的实时可视化诊断;电子转移通过酚-醌可逆氧化还原反应,提升电解液的电荷存储能力,增强 RZICs 的法拉第反应贡献。
两步氧化法实现废旧锂电池的高效回收
废旧电池如何处理?随着锂资源日益紧缺,传统回收方法又耗能高、污染大,这个问题已成为科研院校和企业关注的热点。近期,由南方科技大学陈洪老师及其团队发表在《自然·通讯》上的一项研究提出了一种创新解决方案。他们不仅将锂回收效率推向新高,还大幅降低了能耗。
详细揭秘锂离子电池中硅基负极的衰减路径
智能手机电池在一年后容量只剩一半,电动汽车续航里程大幅缩水,这都与电池中一个关键材料的退化有关。硅,作为下一代锂离子电池阳极用材料,拥有高达传统石墨的十倍之多的理论容量。但它也有一个问题:在充放电过程中会经历高达300%的体积变化,导致电池性能快速衰减。为此,科研人员也开发了多种策略
超临界CO2流体技术在回收电解液中的应用
在全球碳中和战略加速推进的背景下,锂离子电池规模化退役引发电解液绿色回收需求日益紧迫,然而传统回收工艺面临有机溶剂易挥发和锂盐水解产生剧毒氢氟酸的双重安全挑战。本文聚焦超临界二氧化碳流体技术的创新应用,探究该技术在废弃电解液资源化再生中的关键机制:基于密度可调控溶剂化效应阐明对碳酸酯类溶剂的选择性萃取原理;借助极性夹带剂突破对高极性组分的相容性限制;利用离子化合物在非极性超临界体系中的固有低溶解度实现锂盐的安全分离,以期为构建高效、绿色的电解液再生工艺提供理论与技术支撑。
卤化物电解质助力高性能全固态电池
全固态电池常因无机陶瓷电解质(如硫化物、氧化物和卤化物)固有的脆性和低弹性而面临机械不稳定性问题。这些电解质难以适应正极材料在循环过程中的体积波动,可能导致性能衰退和早期失效。在此,提出了一种基于缺陷的增韧方法来制备具有韧性的卤化物固体电解质。通过精细控制合成过程中的冷却速率,我们成功增加了电解质内部的缺陷密度,从而改善了其机械性能并降低了机械失效的风险。
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