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【电池速报】CE、AFM等最新柔性电池研究进展!

梦醒时分 科学指南针一测试万事屋 2023-07-10

01
Carbon Energy:水系柔性金属-空气电池系统和材料综述

随着便携式和可穿戴电子设备的需求,对具有高能量密度和耐久性的水系柔性金属空气电池的探索吸引了许多研究工作。水系柔性金属-空气电池具有地球丰富的材料、环境友好性和操作安全性。


一个金属空气电池的每个部分都会显着影响整体性能。新南威尔士大学化学工程学院Jiang Lixue等人从基本工作原理和基本电池配置开始,然后重点介绍了常见问题和设计高性能金属电极、固态电解质和空气电极的最新进展。


总结了用于在柔性金属-空气电池中构建高效空气电极的具有高活性和长期稳定性的双功能氧电催化剂,包括无金属碳基材料和非贵金属 Co/Fe 基材料(合金、金属氧化物、金属亚硫酸盐、金属磷酸盐、金属硝酸盐、单点金属-氮-碳材料和复合材料)。


最后,展望了在优化柔性水系固态金属-空气电池的性能和寿命方面存在的挑战和未来可能的研究方向。


参考文献:

DOI:10.1002/cey2.284

原文链接:

https://doi.org/10.1002/cey2.284


02


Advanced Science:柔性电池电极的材料选择与结构设计


随着柔性电子的发展,对其供能装置——电池也逐渐提出柔性需求,以适应复杂曲面,具有良好的抗疲劳性和安全性。柔性电极作为柔性电池的重要组成部分,对电池的能量密度、功率密度和机械柔韧性起着关键作用。


它们的大规模商业应用取决于商业需求的实现和电极材料的制造方法。上海大学材料科学与工程学院Xia Xiangling等人以柔性化为目的,总结了柔性电池的可变形电极材料和结构设计。各种柔性材料(碳纳米管、石墨烯、MXene、碳纤维/碳纤维布、和导电聚合物)和柔性电池电极中的柔性结构(屈曲结构、螺旋结构和剪纸结构)进行了讨论。


此外,还讨论了柔性电池的应用场景以及柔性电极制造的主要挑战和未来发展,为高性能柔性电极的研究提供了总体指导。


参考文献:

DOI: 10.1002/advs.202204875

原文链接:

https://doi.org/10.1002/advs.202204875



03
Advanced Functional Materials: 均匀 MXene 接枝共晶铝铈合金作为可充电铝离子电池的柔性和可逆负极材料


铝因其高地球丰度、低成本、高理论容量和安全性而成为用于大规模储能的水性多价金属电池负极材料。


然而,基于铝阳极的最先进的水性铝离子电池由于铝剥离/电镀和枝晶生长的不可逆性而持续存在可充电性差和库仑效率低的问题。吉林大学材料科学与工程学院Ran Qing等人报道了用均匀超薄 MXene (MXene/E-Al97Ce3)原位接枝的共晶铝铈合金作为可充电水性铝离子电池的柔性、可逆和无枝晶负极材料。


由于 MXene 作为稳定的固体电解质界面以抑制副反应和层状纳米结构的E-Al97Ce3通过利用共生的 α-Al 金属和金属间化合物 Al11Ce3薄片实现定向 Al 剥离和沉积,MXene/E-Al 97 Ce 3混合电极表现出可逆且无枝晶的 Al 剥离/电镀,具有低电压极化在低氧浓度水性三氟甲磺酸铝 (Al(OTF)3)电解质中,±54 mV≥1000 小时。


这些优异的电化学性能使以MXene/E-Al97Ce3正极和AlxMnO2正极组装的软包铝离子电池具有≈360 mAh g-1的高初始放电容量在 1 A g-1下,500 次循环后保持约 85%,库仑效率高达 99.5%。


参考文献:

DOI: 10.1002/adfm.202211271

原文链接:

https://doi.org/10.1002/adfm.202211271




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