昆士兰大学王连洲教授、Ruth Knibbe《ACS AMI》：渐变复合电解质构筑稳定界面

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文章信息

第一作者：冉令兵通讯作者：王连洲*，Ruth Knibbe*单位：澳大利亚昆士兰大学 

研究背景

合物固态电解质相比传统的液态电解液具有更好的热稳定性，并且相比陶瓷电解质更易于大规模生产，因此被认为是非常有吸引力的下一代电解质材料。相对高含量的活性填充物可以提高复合电解质离子电导率和抑制枝晶穿透的能力，但是单一的高填充物含量的聚合物电解质增加了界面阻力。为了兼备稳定界面和抑制枝晶能力。本研究设计了一个渐变复合固态电解质。

文章简介

日，来自昆士兰大学的王连洲教授和Senior lecturer Ruth Knibbe在国际知名期刊ACS AMI 上发表题为“Stable Interfaces in a Sodium Metal-Free, Solid-State Sodium-Ion Battery with Gradient Composite Electrolyte”的研究文章。该文章设计了 渐变复合电解质。高填充物含量的中间层提高了抑制枝晶穿透的能力，低填充物含量的外层具有更大的灵活性，帮助形成稳定界面。组装的固态电池展现了优秀的电化学性能。 
图1. a) 不同填充物含量的复合电解质的EIS。b) NZSP-PEO CE (40 wt%) 的XRD, c) 30wt%浓度的SEM, d) 40 wt%浓度的SEM, e) 50 wt%浓度的SEM, f) NZSP-PEO CE中离子路径示意图。
  图2. a) 40wt% NZSP-PEO CE的AFM应力曲线，b) 0 ~ 50wt%不同浓度NZSP-PEO CE的杨氏模量，c) GCE初始和终态的数码照片，d) GCE在30 ~ 80℃的EIS, e) Na || GCE || Na的直流极化(插图:(f) Na || GCE ||不锈钢电池的循环伏安法。   
图3 a) Na || GCE || Na细胞，b) Na || 20wt% NZSP-PEO || Na, Na表面扫描电镜，c)新鲜的Na箔，d)在GCE中循环后的Na细胞。  
图4 a) SSSIB原理图，b)整体复合阴极和GCE制备过程的数码照片，c)使用GCE和40wt% NZSP-PEO的SSSIB第一次循环时的电压分布，d)使用GCE和40wt% NZSP-PEO的SSSIB的EIS, e)使用GCE和40wt% NZSP-PEO的SSSIB的循环性能。 

作者简介

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王连洲（Lianzhou Wang），昆士兰大学化工学院教授和澳大利亚桂冠教授，澳大利亚纳米材料研究中心（Nanomac）主任，澳大利亚生物工程与纳米技术研究所（AIBN）兼职课题组长。主要从事半导体纳米材料的合成及其在清洁能源领域的应用，2018年底其团队创造了新型量子点太阳能电池效率的世界记录，认证转换效率达16.6%。先后在诸多国际学术期刊发表论文400余篇，承担或参与了澳大利亚基金委、澳洲科学院、昆士兰州政府以及工业界等40余项竞争性研究项目。先后获得澳洲基金委女王伊丽莎白学者，未来学者和桂冠学者称号，昆士兰大学研究优秀奖及优秀研究生导师奖，澳洲寻找未来之星奖，国际化工学会杰出研究奖等，入选澳洲基金委专家委员会和英国皇家化学会会士，科睿唯安“高被引科学家”等。任澳洲材料科学与工程全国委员会副主任。

个人主页: 
http://researchers.uq.edu.au/researcher/1479Ruth Knibbe Senior lecturer简介: 研究兴趣是能量产生和储存材料，特别是电化学和电子显微镜. Ruth Knibhe于 2007 年从昆士兰大学获得化学工程博士学位。完成博士学位后，在 DTU-Energy（丹麦技术大学）工作了 4 年，随后在惠灵顿维多利亚大学的罗宾逊研究所工作了 5 年。其兴趣涉及：表征燃料电池和电池材料的原位方法、机器学习在新材料设计中的应用、锂硫电池系统新材料的开发以及了解燃料电池和电池系统的降解机制。个人主页: 
https://researchers.uq.edu.au/researcher/14750第一作者介绍
冉令兵，昆士兰大学博士。拥有十年锂/钠离子电池材料实验室研发经验，三年电池安全测试评估工业经验。目前研究固态钠离子电池。凭借从前端电池 材料研发到末端电池系统安全评估经验，致力于探索更安全，更高性能的 电化学储能系统(固态电池，锂电，钠电)。

相关链接

https://doi.org/10.1021/acsami.1c09792

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