官方微信|手机版

产品推荐:气相|液相|光谱|质谱|电化学|元素分析|水分测定仪|样品前处理|试验机|培养箱


资讯中心

化工仪器网>资讯中心>科技前沿>正文

今日焦点时事热点行业动态企业动态政策法规

苏州纳米所在高性能锂金属电池研究中取得进展

2021年01月05日 11:05:23来源:苏州纳米技术与纳米仿生研究所点击:3996
分享:

化工仪器网 科技前沿】便携式智能器件与长续航电动汽车的发展,对可充电的二次电池的能量密度提出了更高的要求。当锂负极与硫正极相匹配时,组成锂硫电池的容量高达2600 Wh kg-1,这将适用于未来高能量密度需求的电动汽车。在前期的硫正极研究中,从纳米材料结构设计与表面功能化出发(Journal of Power Sources, 2016, 321, 193;Nano Energy, 2017, 40, 390),制备出不同的活性纳米催化剂复合材料(ACS Applied Materials & Interfaces, 2020, 12, 12727;Energy Storage Materials, 2020, 28, 375;ChemSusChem, 2020, 13, 3404),并选用原位光谱手段探究其相关作用机制 (Energy Storage Materials, 2019, 18, 246;Energy & Environmental Materials, 2020, DOI: 10.1002/eem2.12152)。
 
  在众多负极中,金属锂负具有高的理论比容量和低的电极电势。然而,寿命短和稳定性差等问题阻碍其商业化进程。金属锂负极面临挑战:电化学形成的固态电解质中间相(SEI)的脆性与疏松性,使金属锂发生不均匀沉积与溶解,终形成枝晶;体积膨胀引起的电极结构变形和粉化。这些问题并非相互独立,而是内在关联的。
 
  针对上述问题,中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所教授张跃钢与研究员蔺洪振团队,从表面功能化角度出发,在金属锂表面制备出有序结构的有机/无机SEI层,并选用原位和频振动光谱手段研究其相关作用机制。
 
  不同于常规的无序结构或单一组分SEI的负极(图1),研究利用高反应活性Pyr13FSI离子液体在锂金属表面自组装形成有序结构的有机/无机SEI层,通过界面选择性和频振动光谱(SFG)、X射线光谱(XPS)及原子力谱(AFM)表征了有序结构中有机层与无机层的存在(图2)。
 
图1.金属锂表面SEI层的结构示意图
 
图2.有序结构SAHL-Li的自组装演化过程及其界面有机、无机层的表征
 
  在电化学测试过程中,选用前期课题组报道的LiFSI基醚类电解液体系(ACS Applied Materials & Interfaces, 2019, 11, 30500),预处理的锂金属电极在高达10 mA cm-2的条件下表现出优异的可逆性与稳定性,即便在3 mA h cm-2的大沉积溶解容量下也保持着高库仑效率,这些电化学结果优于多数报道的文献。循环后的SEM图显示,预处理的金属锂表面光滑平整,而原始锂片则形成众多的裂痕与粉化。
 
图3.有序双层SAHL SEI层修饰锂金属电极的电化学稳定性
 
  进一步,该团队选用自主设计与研发的原位电化学和频振动光谱技术,原位SFG测试结果显示有序有机/无机杂化SEI层阻碍了溶剂分子在金属锂表面的吸附,对抑制锂枝晶形成的具有优势。
 
图4.原位SFG对SEI作用机制研究
 
  相关研究成果以In-situ self-assembly of ordered organic/inorganic dual-layered interphase for achieving long-life dendrite-free Li metal anodes in LiFSI-based electrolyte为题,发表在Advanced Functional Materials上,苏州纳米所博士王健为论文第一作者。研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金及德国Alexander von Humboldt Foundation(德国洪堡基金会)等的支持。

关注本网官方微信 随时阅读专业资讯


电阻法液体颗粒计数器中标结果公告 2024-03-15 11:10:35
项目名称:电阻法液体颗粒计数器仪器采购,项目编号:1384-244ZB2024003,招标范围:电阻法液体颗粒计数器,招标机构:上海华东计量检测事务所有限公司,招标人:上海市检测中心
119万 大连民族大学采购离心机、超净工作台、粒度仪等仪器设备 2024-03-15 09:30:22
近日,大连民族大学发布公告,计划对2024年大连民族大学改善基本办学条件项目-设备资料购置-环境与资源学院综合教学实验中心实验室新建/扩建及创新实践平台项目(一)公开招标。
祥盛60万立方米项目-环式刨片机中标结果公告 2024-03-14 10:42:36
项目名称:祥盛60万立方米项目-环式刨片机、超级筛、环式刨片机刀环清洗机、磨刀调刀机器人设备采购,项目编号:0845-244000000062,招标范围:环式刨片机2台、超级筛4台、环式刨片机刀环清洗机1台、磨刀调刀机器人2台。招标机构:广西科文招标有限公司,招标
航天海鹰(镇江)特种材料有限公司激光投影仪中标结果公告 2024-03-13 10:18:19
项目名称:航天海鹰(镇江)特种材料有限公司激光投影仪招标项目,项目编号:0747-2440SCCZQ201,招标范围:激光投影仪(长)2套;激光投影仪(短)3套,招标机构:中化商务有限公司,招标人:航天海鹰(镇江)特种材料有限公司
预算208万 佛山中科产业技术研究院采购紫外光刻机等 2024-01-30 09:19:28
近日,佛山中科产业技术研究院就“高分辨全喷墨传感芯片量产成套工艺的产业化项目第二期仪器设备采购”发布公开招标公告,预算金额为208.324万元。

全年征稿 / 资讯合作

联系邮箱:970297226@qq.com

版权与免责声明

  • 凡本网注明“来源:化工仪器网”的所有作品,均为浙江兴旺宝明通网络有限公司-化工仪器网合法拥有版权或有权使用的作品,未经本网授权不得转载、摘编或利用其它方式使用上述作品。已经本网授权使用作品的,应在授权范围内使用,并注明“来源:化工仪器网”。违反上述声明者,本网将追究其相关法律责任。
  • 本网转载并注明自其它来源(非化工仪器网)的作品,目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点或和对其真实性负责,不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。其他媒体、网站或个人从本网转载时,必须保留本网注明的作品第一来源,并自负版权等法律责任。
  • 如涉及作品内容、版权等问题,请在作品发表之日起一周内与本网联系,否则视为放弃相关权利。

天津市兰博实验仪器设备有限公司
江苏天瑞仪器股份有限公司
浙江福立分析仪器股份有限公司



返回首页产品对比发布询价建议反馈官方微信
回到顶部
网课
关闭