ChemSusChem：自支撑柔性双离子电池

东北师范大学吴兴隆教授团队在ChemSusChem期刊上发文，对柔性双离子电池电极进行了整体化结构设计，采用轻质量柔性自支撑导电碳网络，舍弃了Al集流体和粘结剂，很好的规避了集流体腐蚀和活性材料剥脱对电化学性能的影响。此外，柔性自支撑锂金属负极的设计，不仅提升了锂金属沉积剥离的可逆性，还通过控制锂金属面载量的方式避免了浪费。

双离子电池（DIB）作为一种新型储能系统，利用了电解液中的阳离子和阴离子同时参与电化学储能，实现了储能器件在功率和能量密度之间的平衡。得益于阴离子在石墨中脱嵌所提供的高电位（截止电压通常可高达5 V），DIBs的能量密度有望与商用LIBs相媲美。此外，由于通常采用石墨等碳材料作为正极活性材料，DIB还具有造价低、环境污染小，安全性高的特点。

东北师范大学吴兴隆教授团队对锂-石墨双离子电池（Li-G DIBs）的正负极电极结构进行了整体化设计。将单壁碳纳米管（SWCNTs）与石墨相结合，制备了不含铝集流体的自支撑柔性复合正极（GSC），为石墨正极材料构筑了有效的三维导电网络。在保持了相同的活性材料负载量和减少铝集流体腐蚀对电化学性能不利影响的基础上，大幅降低了电极总质量。针对锂金属负极，利用废旧面膜碳化后得到的碳布（CC）作为锂金属载体，制备了自支撑的柔性Li@CC复合负极，抑制了锂枝晶的生长，缓解了锂金属在沉积和剥离过程中的体积膨胀。这一研究提出了一种有效拓宽Li-G DIBs泛用性的设计模型，即柔性自支撑Li@CC//GSC全电池，避免了使用过量锂箔造成的浪费。所装配的Li@CC//GSC全电池在300次循环后仍具有80%的容量保持率。

论文信息

An integrated design of electrodes for flexible dual-ion batteries

Wen-Hao Li, Yue-Ming Li, Jia-Lin Yang, Xing-Long Wu       

ChemSusChem

DOI: 10.1002/cssc.202201252

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ChemSusChem

ChemSusChem是欧洲化学协会(Chemistry Europe)的官方期刊并由Wiley–VCH出版，是一本有关化学与可持续性研究的顶级跨学科期刊。该期刊通过发表化学、材料科学、化学工程和生物技术等领域的论文，展示了对可持续性和能源相关的最佳研究。

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