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北京大學(xué),Nat. Commun.!
來源: 時(shí)間:2023-09-18 15:18:38 瀏覽:1334次

第一作者:Jiashen Meng

通訊作者:龐全全

通訊單位:北京大學(xué)

DOI: 10.1038/s41467-023-39258-y


01

研究背景

可再充電鋁電池(RABs)具有優(yōu)異的耐氧能力、低廉的成本和高的理論體積能量密度(8046 mAh cm-3)等優(yōu)勢,被認(rèn)為是電網(wǎng)級儲(chǔ)能器件的有力競爭者。然而,傳統(tǒng)RABs的正極大部分是基于“固-固轉(zhuǎn)化”實(shí)現(xiàn)能量存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)化,導(dǎo)致緩慢的擴(kuò)散/反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、巨大的體積變化以及惡劣的結(jié)構(gòu)退化等問題,嚴(yán)重阻礙了RABs的發(fā)展?;诖?,北京大學(xué)龐全全教授團(tuán)隊(duì)報(bào)道了一類基于“液-固轉(zhuǎn)化”的高容量氧化還原對作為正極,輔以不可燃的熔鹽電解質(zhì),使得RABs具有快速充電、長循環(huán)壽命和高安全性等特性。該工作提出的液-固轉(zhuǎn)化型氧化還原對作為電池正極的思路,為設(shè)計(jì)其他多價(jià)電池正極提供了新思路。


02

文章要點(diǎn)

要點(diǎn)一:作者報(bào)道了一類基于“液-固轉(zhuǎn)化”反應(yīng)機(jī)制的高容量RABs正極,以高可溶性的InCl和低可溶性的InCl3作為正極氧化還原偶聯(lián)證實(shí)了該概念。

要點(diǎn)二:區(qū)別于傳統(tǒng)RABs正極中的“固-固轉(zhuǎn)化”,這類液-固轉(zhuǎn)化型正極具有快速的擴(kuò)散/反應(yīng)動(dòng)力學(xué),從而使得RABs具有快速充電能力。

要點(diǎn)三:得益于充/放電過程中“液-固”可逆轉(zhuǎn)化行為,這種RABs正極還展示出超強(qiáng)的結(jié)構(gòu)自愈特性,從而顯著提升電池的循環(huán)壽命。


03

圖文展示

 

圖1.基于“銦”液-固轉(zhuǎn)化反應(yīng)設(shè)計(jì)的可充電鋁電池及其儲(chǔ)能機(jī)理

 

圖2.熔鹽電解質(zhì)中銦電化學(xué)轉(zhuǎn)化反應(yīng)的表征

 

圖3.Al|ACC/In電池的液-固轉(zhuǎn)換電化學(xué)性能研究

 

圖4.Al|ACC/In電池中液-固轉(zhuǎn)化反應(yīng)機(jī)制研究

 

圖5.基于液-固轉(zhuǎn)化的Al|ACC/InCl電池的電化學(xué)性能

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全部 3小時(shí)前 四川
文字是人類用符號(hào)記錄表達(dá)信息以傳之久遠(yuǎn)的方式和工具?,F(xiàn)代文字大多是記錄語言的工具。人類往往先有口頭的語言后產(chǎn)生書面文字,很多小語種,有語言但沒有文字。文字的不同體現(xiàn)了國家和民族的書面表達(dá)的方式和思維不同。文字使人類進(jìn)入有歷史記錄的文明社會(huì)。
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