b' 对锂离子电池的技术需求快速增长,促使人们开发具有高能量密度、低成本和更高安全性的新型正极材料。高压尖晶石 LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 (LNMO) 是尚未商业化的最有前途的候选材料之一。这种材料的两个主要障碍是由于高工作电压导致的较差的电子电导率和全电池容量衰减快。通过系统地解决这些限制,我们成功开发出一种厚 LNMO 电极,面积容量负载高达 3 mAh \xe2\x8b\x85 cm 2 。优化的厚电极与纽扣电池和袋式电池级别的商用石墨阳极配对,在 300 次循环后,全电池容量保持率分别高达 72% 和 78%。我们将这种出色的循环稳定性归功于对电池组件和测试条件的精心优化,特别注重提高电子电导率和高压兼容性。这些结果表明,精确控制材料质量、电极结构和电解质优化很快就能支持基于厚 LNMO 阴极(> 4 mAh \xe2\x8b\x85 cm 2)的无钴电池系统的开发,这最终将满足下一代锂离子电池的需求,降低成本,提高安全性,并确保可持续性。'
脉冲功率加速器在时空中压缩电能,以提供高能密度和惯性结合融合科学的多功能实验平台。Sandia National Laboratories的80-TW“ Z”脉冲功率设施是当今世界上最大的脉冲动力设备。z在其电容器库中储存多达22 MJ的能量,在低敏感性圆柱靶标中以高达30 mA的峰值在100 ns中升高,峰值上升。在过去的15年中,在将脉冲力作为精确的科学工具中取得了巨大进展。本文回顾了桑迪亚在惯性融合,动态材料,X射线辐射科学和脉冲动力工程方面的发展,自2005年对Z物理学的Z研究研究以来,重点是进步。
b'片上微型超级电容器(MSC)是最有前途的器件之一,可集成到微/纳米级电子设备中以提供足够的峰值功率和能量支持。然而,较低的工作电压和有限的能量密度极大地限制了它们更广泛的实际应用。在此,设计了基于Ti3C2TxMXene作为负极、活性炭作为正极的高压片上MSC,并通过一种新颖的切割喷涂法简单地制造了它。通过解决MXene的过度极化,单个非对称片上MSC可以在中性电解质(PVA / Na2SO4)中提供高达1.6V的电位窗口,并具有7.8 mF cm2的高面积电容(堆栈比电容为36.5 F cm3)和大大提高的能量密度3.5 mWh cm3在功率密度为100 mW cm3时,这远远高于其他片上储能产品。此外,MSC 表现出优异的容量保持率(10,000 次循环后仍保持 91.4%)。更重要的是,MSC 可以轻松扩大为硅晶片上串联和/或并联的高度集成阵列。显然,这项研究为开发用于片上电子产品和便携式设备的高压 MXene 基 MSC 开辟了新途径。'
Ni 前驱体采用一步水热法制备(如图 S1† 所示)。首先,将 0.4 g 尿素和 0.58 g NiNO3$6H2O 在 3 mL 乙醇和 37 mL 纯净水的混合物中搅拌 60 分钟。然后,将该溶液和矩形 Ni 泡沫基底转移到高压釜中,以 3 C min-1 的升温速率加热至 180 C,并在 180 C 下保温 18 小时。第三,将产物从高压釜中取出,用超声波清洗 10 分钟,以去除表面的松散产物。然后将 Ni 前驱体和 Na2S 溶液转移到高压釜中,在 120 C 下加热并保温 3 小时,从而制备出 NiS 纳米片。最后,用去离子水清洗所得样品并在 60 C 下干燥以进一步表征。 Ni泡沫上NiS的质量负载约为28mg,面积负载约为3.2cm2,计算得出单位面积质量负载为8.8mg/cm2。