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追求可用于水性环境的高体积容量的转化型阴极仍然是有益的和具有挑战性的。碲(Te)是一种有前途的替代电极,这是由于其固有的吸引人的电子导电性和仍有待探索的高理论体积容量。
中国科学院上海高等研究院Daming Zhu和Xiaolong Li等首次利用原位同步X射线衍射和综合的非原位表征技术揭示了动力学/热力学共主导的铜-碲(Cu-Te)合金化相变过程和相应的碲氧化失效机制。
本文要点:
(1)凭借对碲电极的基本认识,作者实施了简单而精确的电解质工程(溶剂化结构调制或还原性抗氧化剂添加),从根本上解决了碲中的巨大容量损失,提供了可逆的含水Cu-Te转化反应,具有高达3927 mAh cm-3的前所未有的超高容量,平坦的长放电平台(容量比例为81%),以及在20 A g-1下超过2000次循环的80.4%的非凡容量保持水平,其寿命比使用CuSO4-H2O电解质的Cu-Te转化长一千倍。
(2)这项工作为将高性能转换型阴极扩展到高能多价离子电池铺平了道路。
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参考文献:
Sun, Y., Zhao, Y., Lei, Q., Du, W., Yao, Z., Zhang, W., Si, J., Ren, Z., Chen, J., Gao, Y., Wen, W., Tai, R., Li, X. and Zhu, D. (2022), Initiating Reversible Aqueous Copper-Tellurium Conversion Reaction with High Volumetric Capacity through Electrolyte Engineering. Adv. Mater.. Accepted Author Manuscript 2209322.
DOI: 10.1002/adma.202209322
https://doi.org/10.1002/adma.202209322
原位XPS、原位XRD、原位Raman、原位FTIR