北科焦樹強/北理宋維力AM:循環2000次的高穩定準固態鋁電池! 2023年10月18日 上午10:12 ? 頭條, 干貨, 頂刊 ? 閱讀 13 低成本和高安全性的非水可充鋁電池(RABs)有望用于下一代儲能。由于存在離子液體(IL)電解液,其高濕敏性和差穩定性會導致液基RABs中的關鍵問題,包括不良氣體產生、不可逆活性損失和不穩定的電極界面,從而破壞工作穩定性。 北京科技大學焦樹強、北京理工大學宋維力等通過將少量IL封裝到金屬有機框架(IL@MOF)中開發了一種穩定的準固態電解質,這不僅可以防止IL受潮,而且可以在活性物質材料和電解質之間形成足夠的離子傳輸網絡。 圖1 用于鋁電池的準固態電解質 在這種固體形式中,IL客體充當活性陰離子(AlxCly-)導體,納米多孔MOF主體提供足夠穩定的離子傳輸通道和保護框架。由于在IL中保持了離子遷移率和穩定的保護,這種準固態IL@MOF電解質保持了高離子導電性和長期空氣穩定性的特點。 此外,開放的三維MOF框架在活性材料和IL@MOF電解質之間提供了豐富的接觸網絡,形成穩定的界面以促進AlxCly-陰離子的傳輸。 圖2 準固態鋁電池性能 得益于三維納米多孔MOF和IL中不受約束的離子傳輸,IL@MOF電解質表現出7.5 × 10?4 S cm?1的高離子電導率,并且可以在正極-電解質和負極-電解質界面上建立穩定狀態。采用IL@MOF電解質,即使在9 mg cm?2超高石墨負載下,準固態鋁電池仍可以提供~75 mAh g?1的比容量,并表現出超過2000次循環的長期循環穩定性。 更重要的是,暴露在空氣中2小時,電池即使在火中燃燒的條件下仍然運行良好,在環境條件下顯示出長期穩定性和高安全性。這項工作突出了一種設計高度穩定和安全的鋁電池的新方法,為促進鋁電池在儲能中的應用提供了可行的策略。 圖3 IL@MOF電解質與鋁之間的穩定界面 Stable quasi-solid-state Aluminum Batteries. Advanced Materials 2021. DOI: 10.1002/adma.202104557 原創文章,作者:科研小搬磚,如若轉載,請注明來源華算科技,注明出處:http://www.zzhhcy.com/index.php/2023/10/18/4b09445708/ 電池 贊 (0) 0 生成海報 相關推薦 崔光磊/趙井文AFM:生物質衍生單離子功能化納米纖維素隔膜 2023年10月14日 Nature Materials之后,時隔一年再發ACS Nano,崔屹團隊“懸浮電解液”再迎新突破! 2024年2月19日 潘軍/劉敏/譚鵬飛AFM:硫酸根離子在具有增強OER性能的鎳鐵(羥基)氫氧化物中的作用 2023年10月14日 蘭亞乾/陳宜法Angew.:卟啉基COF中加入CO2電還原輔助物實現調節整體形態和提升性能 2023年10月18日 四單位聯合Small: 性能好,強度高!S空位誘導空心CuCo2S4高效持久ORR 2023年10月17日 曲良體/劉峰/張志攀Nature子刊: 基于四電子轉移反應的快充水系硒基電池 2023年10月14日