体内精视频xxxxx-久久激情视频-色综合视频-日本丰满少妇-亚洲熟女乱综合一区二区三区-男女做爰猛烈刺激-超碰美女-97成人在线视频-国产com-黄色小视频免费观看-四房激情-欧美一级色-香蕉视频污在线观看-午夜视频一区二区三区-西西大胆人体视频-欧美九九九-,一级淫片a看免费-欧美另类xxx-伊人青草-亚洲 欧美 日韩 综合-中文精品一区-免费偷拍视频-午夜剧场免费观看-香蕉网在线视频-欧美日韩h-欧美日韩国产在线一区-亚洲制服无码-亚洲视频导航-国产成人自拍偷拍-男人插入女人下面视频

具有超高的理論能量密度的鋰-氧電池

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2019年02月06日  

隨著現代電子設備、電網存儲和電動汽車的快速發展,對高能量密度電池的需求變得比過去任何時候都更加緊迫。鋰-氧電池具有超高的理論能量密度,而被認為是下一代電力系統的主力軍,但目前仍無法在保持高能量存儲能力的同時保證鋰負極的安全性和循環效率。

目前為解決這些問題,一方面是嘗試在鋰金屬表面制備保護膜以提高鋰/電解質界面的穩定性;另一方面則是探索合金鋰負極如鋰化硅和鋰/石墨烯復合物來代替金屬鋰。然而,這兩種方法都需要引入電化學惰性或低容量的第二組分,大大降低活性鋰的負荷量和利用率,導致了低比容量,這與研究高能量密度的Li-O2電池的初衷背道而馳。因此,急需研究可以保持高比容量的同時提高安全性和循環效率的電池系統。

近日,復旦大學彭慧勝教授團隊為克服這一挑戰,將取向碳納米管交叉堆疊成多孔網絡,用于形成超高容量的鋰負極。該新型負極具有高達3656mAh/g的可逆比容量,接近純鋰的理論容量3861mAh/g。

當該負極用于鋰氧全電池時,由于無枝晶產生和穩定的固體電解質界面,循環穩定性顯著提高。這項工作通過設計一維導電納米材料的交叉堆疊和對齊結構,推進了高性能鋰-氧電池向實際應用的發展。該成果近日以題為“Stabilizinglithiumintocross-stackednanotubesheetswithultra-highspecificcapacityforlithiumoxygenbattery”發表在知名期刊Angew.Chem.Int.Ed上。論文共同第一作者為葉蕾和廖萌,復旦大學彭慧勝教授為論文通訊作者。

圖一:不同鋰金屬負極鋰電池的結構變化示意圖

鋰-氧電池具有超高的理論能量密度

復旦大學彭慧勝Angew.Chem.Int.Ed:交錯組裝碳納米管制備超高比容量鋰金屬負極用于鋰氧電池

(a)在傳統的鋰金屬(藍色圓柱體)負極中,鋰離子(藍色顆粒)易聚集在鋰突起尖端,形成鋰枝晶、“死鋰”、SEI斷裂(橙色)和O2穿越效應;(b)在Li/3D-CSC負極中,Li能均勻沉積在3D-CSC骨架上,形成穩定度高的光滑界面。

圖二:Li/3D-CSC負極表征

鋰-氧電池具有超高的理論能量密度

復旦大學彭慧勝Angew.Chem.Int.Ed:交錯組裝碳納米管制備超高比容量鋰金屬負極用于鋰氧電池

(a)沉積和剝離過程中Li/3D-CSC負極的充放電曲線(原始狀態、Li初步負載、Li進一步負載和剝離四個代表性狀態);(b)在上述四種狀態下Li/3D-CSC負極的XRD譜圖;(c-d)3D-CSC原始狀態表面和橫截面的SEM圖;(e-f)在(a)中標記為“Li初步負載”的Li/3D-CSC表面形態和高倍數的SEM圖;(g-h)在(a)中標記為“Li進一步負載”的Li/3D-CSC的表面和橫截面SEM圖;(i-j)Li剝離完全后的3D-CSC表面形態和高倍數的SEM圖。

圖三:Li/3D-CSC負極電化學表征

鋰-氧電池具有超高的理論能量密度

復旦大學彭慧勝Angew.Chem.Int.Ed:交錯組裝碳納米管制備超高比容量鋰金屬負極用于鋰氧電池

(a)3D-CSC從2498mAh/g(0.5mAh/cm2)到3656mAh/g(5mAh/cm2)的鋰負載容量;(b)在電流密度為1mA/cm2時,面容量為1mAh/cm2的Li/3D-CSC和Li/Cu箔的庫侖效率對比;(c)3種對稱電池(Li/3D-CSC、Li/Cu和Li箔)在1mA/cm2和1mAh/cm2下的鋰沉積/剝離曲線;(d)Li/3D-CSC負極在電流密度從1A/g增加到15A/g時的倍率性能;(e)Li/3D-CSC負極與其他Li-O2電池負極的質量/體積比容量對比。

圖四:電場仿真模擬和結構穩定性

鋰-氧電池具有超高的理論能量密度

復旦大學彭慧勝Angew.Chem.Int.Ed:交錯組裝碳納米管制備超高比容量鋰金屬負極用于鋰氧電池

(a-b)常規Li箔和3D-CSC的電場分布模型;(c-d)Li在Cu箔和3D-CSC表面上的沉積行為示意圖;(e-g)在給定的Li沉積厚度下,Li枝晶對不同CNT框架結構(即3D-CSC,平行堆疊的CNT薄膜和隨機分散的CNT膜)的范式等效應力分布。

圖五:基于常規Li和Li/3D-CSC負極的Li-O2全電池的電化學性能

鋰-氧電池具有超高的理論能量密度

復旦大學彭慧勝Angew.Chem.Int.Ed:交錯組裝碳納米管制備超高比容量鋰金屬負極用于鋰氧電池

(a)基于Li/3D-CSC負極的Li-O2電池的充放電曲線;(b)基于Li箔負極的Li-O2電池的充放電曲線;(c)Li-O2全電池在(a)和(b)中的相應循環性能。

圖六:循環后Li箔和Li/3D-CSC負極的表征

鋰-氧電池具有超高的理論能量密度

復旦大學彭慧勝Angew.Chem.Int.Ed:交錯組裝碳納米管制備超高比容量鋰金屬負極用于鋰氧電池

(a)SEM圖和示意圖顯示了循環后Li箔和Li/3D-CSC負極的形態;(b)Li箔和Li/3D-CSC負極循環后的紅外吸收光譜;(c-d)在Li-O2電池中循環后,Li箔和Li/3D-CSC負極SEI的XPS表征。

綜上所述,作者通過為超高容量鋰負極設計交叉堆疊和多孔結構,展示了一種通用的、有前途的策略。這種結構結合了高比表面積、周期性孔隙率、低質量密度和高結構穩定性等優點,可應用于各種一維導電納米材料。該Li/3D-CSC負極顯示出意想不到的接近純鋰的理論值的比容量,且具有很高的穩定性。Li-O2電池采用該負極時,由于其無枝晶形態和穩定的SEI,循環穩定性顯著提高。這項工作可能為充分利用Li-O2電池的優勢為未來的應用開辟一條新的途徑。

相關產品

主站蜘蛛池模板: 黄网站在线观看 | 丁香久久 | 全黄裸片武则天一级 | av在线免费播放 | 51成人做爰www免费看网站 | 麻豆网站| 精品一区二区三区在线观看 | 岳奶大又白下面又肥又黑水多 | 久久一区 | 9i看片成人免费看片 | 中文字幕乱码中文乱码b站 亚洲视频在线免费观看 | 久久精品网 | 国产一级黄色 | 欧美黄色一级 | 欧洲一区二区 | 国产精品96久久久久久 | 欧美肥老妇视频九色 | 韩国三级在线 | av黄色| 久久视频在线观看 | 暖暖爱免费观看高清在线遇见你 | 香蕉国产 | 国产精品黄色 | 日韩第一页 | 欧美日韩一区二区三区 | 中文字幕av久久爽一区 | 亚洲免费观看高清完整版在线观看 | 久久精品一区 | 已满18岁免费观看电视连续剧 | av黄色网址| 国产十八熟妇av成人一区 | 欧美乱码精品一区二区三区 | 日本黄色电影网站 | 免费成人深夜夜视频 | 亚洲熟女一区二区三区 | 国精产品乱码一区一区三区四区 | 91麻豆精品| 公交车被多人伦h | www黄色 | 老司机午夜福利视频 | 91视频污| 毛片视频网站 | 日本理论片 | 国产一级电影 | 蜜臀av在线 | 黄色一区二区三区 | 97视频在线观看免费高清完整版在线观看 | 亚洲精品一区二区三区蜜桃久 | av手机在线观看 | 欧美大片免费高清观看 | 亚洲视频免费在线观看 | 欧美精品第一页 | 糖心vlog精品一区二区 |