本期特刊旨在汇集高质量的论文,重点介绍各种可充电电池材料的最新发展,并重点介绍当今最重要和最有效的储能设备之一的科学和技术,即锂离子、锂硫、锂空气和钠离子电池。高性能电池技术被认为是通过大规模应用于电动汽车实现深度脱碳的关键因素。此外,通过大量关注推广可持续和可再生能源,可持续经济发展是可能的。这些间歇性能源系统的开发需要适当的储能方法,其中电池作为多功能储能设备发挥着重要作用。这些贡献提供了对一系列材料(电池的基本元素)的深入了解,其方法可以从纳米到宏观。在这些电池中,不仅阴极和阳极材料,而且其他组件(如电解质、添加剂和隔膜)在确定其能量密度、寿命、功率能力、安全性和成本方面也起着至关重要的作用。通过引入源于特殊形貌和结构、适宜的颗粒尺寸、表面工程、掺杂和复合形成等各种功能来设计和合成材料以获得稳定的电化学性能,人们对此给予了特别的关注。因此,对电池材料的广泛研究在生产未来可持续发展的先进可充电电池中发挥着越来越重要的作用。元素掺杂取代锂或氧位已成为提高层状正极材料电化学性能的一种简单有效的技术。与单一元素掺杂相比,Wang 等 [1] 在研究 Na + /F − 阳离子/阳极共掺杂对 LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2 的结构和电化学性能的影响方面做出了前所未有的贡献。三维和二维势图的第一性原理计算表明,Na 掺杂可以降低势阱并增加 Li + 离子的去除速率 [2]。采用溶胶-凝胶法,以乙二胺四乙酸 (EDTA) 为螯合剂,合成了共掺杂的 Li 1-z Na z Ni 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2-z F z (z = 0.025) 和纯 LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 材料。结构分析表明,Na + 和 F − 掺杂剂分别成功掺入 Li 和 O 位。共掺杂使 Li 板间距更大、阳离子混合程度更低、表面结构更稳定,从而大大提高了正极材料的循环稳定性和倍率性能。Na/F 共掺杂电极在 1C 倍率下提供 142 mAh g −1 的初始比容量(0.1C 时为 178 mAh g −1),并且在 1C 倍率下经过 1000 次充电-放电循环后仍能保持其初始容量的 50%。Bubulinca 等人 [3] 对采用优化的无粘合剂技术制备的二元和三元自立复合正极材料进行了比较研究。使用聚(乙二醇)对异辛基苯基醚(Triton X-100)作为表面活性剂,制备了二元“岛桥”LiMn2O4/碳纳米管(LMO/CNT)复合材料和三元“构造板-岛桥”LiMn2O4/CNTs/石墨烯仿生结构。在
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