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深圳先進(jìn)院發(fā)表多離子電池綜述

文章分類(lèi):泰國(guó)文化

  近日,中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院集成所功能薄膜材料研究中心研究員唐永炳(通訊作者)及其團(tuán)隊(duì)成員劉齊榮(一作)、王海濤(共一)和蔣春磊(共一)等在儲(chǔ)能材料期刊Energy Storage Materials上發(fā)表多離子電池綜述,全面總結(jié)了基于多離子策略的電池結(jié)構(gòu)及其工作原理,評(píng)述了多離子設(shè)計(jì)策略在新型二次離子電池中的應(yīng)用與發(fā)展前景(Multi-ion strategies towards emerging rechargeable batteries with high performance, Energy Storage Materials. 2019, DOI: 10.1016/j.ensm.2019.03.028, CiteScore: 13.31)。

  鋰資源儲(chǔ)量有限且分布不均性,因此開(kāi)發(fā)基于儲(chǔ)量豐富的堿(土)金屬離子的新型二次離子電池受到廣泛關(guān)注。然而,相比于鋰離子,上述反應(yīng)離子具有相對(duì)較大的離子半徑和較高的電荷密度,從而導(dǎo)致這些新型電池體系面臨反應(yīng)動(dòng)力學(xué)緩慢、循環(huán)穩(wěn)定性差、工作電壓低等問(wèn)題。多離子設(shè)計(jì)策略是基于多種活性離子各自的儲(chǔ)能化學(xué)特性,充分利用不同反應(yīng)離子的電化學(xué)性能,協(xié)同改善反應(yīng)動(dòng)力學(xué)與循環(huán)性能,從而為發(fā)展新型二次電池所面臨的問(wèn)題提供有效的解決方案。

  在前期研究工作中,唐永炳及其團(tuán)隊(duì)將多離子設(shè)計(jì)策略成功應(yīng)用于儲(chǔ)量豐富的堿(土)金屬體系,如鈉離子(Adv. Energy Mater., 2017, 7, 1601963; Angew. Chem. Int. Ed., 2018, 57, 16370;Small, 2018, 14, 1703951;Adv. Funct. Mater., 2019, 29, 1806722;PCT/CN2015/099967)、鉀離子(Adv. Mater., 2017, 29, 1700519; Adv. Energy Mater., 2017, 7, 1700920; J. Mater. Chem. A, 2018, 6, 17889; PCT/CN2017/074632)及鈣離子(Nat. Chem. 2018, 10, 667; Adv. Sci., 2018, 1701082; Adv. Energy Mater., 2019, 9, 1803865;CN201710184368.1; PCT/CN2017/078203)等,顯著改善了上述離子的反應(yīng)動(dòng)力學(xué),成功研發(fā)出一系列高效低成本儲(chǔ)能器件并闡明了反應(yīng)機(jī)理。

  該系列研究工作得到國(guó)家自然基金、中科院、深圳市等的科技項(xiàng)目資助。

  論文鏈接?

  基于不同多離子結(jié)構(gòu)的二次離子電池工作原理示意圖:圖(a-c)不同雙離子結(jié)構(gòu);圖(d-e)不同三離子結(jié)構(gòu);圖(f)四離子結(jié)構(gòu)。其中A與B表示活性陽(yáng)離子,C與D表示活性陰離子。

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