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多孔活性炭阳极用于高...的研究
摘要：本研究论文探讨了用于高性能锂离子电池的多孔活性炭阳极的复杂领域，以满足对先进储能系统日益增长的需求。研究首先深入研究各种合成方法，包括物理和化学活化以及混合方法，旨在优化孔隙率和表面化学。对结构特征的详细研究包括表面积、孔分布、形态和表面化学。先进的显微镜技术和表征工具提供了对结构特征和电化学性能之间复杂相互作用的洞察。走出实验室，本文探讨了多孔活性炭阳极的潜在应用。在电动汽车中，这些阳极有望提高能量和功率密度，这是广泛采用电动交通的关键因素。对于便携式电子设备，重量轻和安全性提高使其成为有吸引力的选择。此外，该研究评估了将多孔活性炭阳极集成到电网规模储能中的可行性，有助于提高可再生能源整合的稳定性和可靠性。解决了环境问题，评估了多孔活性炭阳极的可持续性和可回收性。本文最后总结了主要发现，强调了多孔活性炭在推进锂离子电池技术方面的重要性，并提出了未来的研究方向以克服当前的挑战。大量的参考文献强调了该研究的跨学科性质，结合了多种来源，提供了该领域的全面概述。关键词：电池技术、形态、显微镜、多孔、活性、可再生。1.简介：随着世界向可持续能源解决方案转型，锂离子电池 (LIB) 在为电动汽车、可再生能源存储和便携式电子设备提供动力方面发挥着关键作用。传统阳极材料（例如石墨）在容量、循环稳定性和倍率能力方面受到限制。多孔活性炭源自多种前体，由于其高表面积、可调节的孔隙率和出色的导电性，为解决这些挑战提供了一种创新的解决方案。这些本研究的第一部分深入研究了花生壳活性炭的制备和开发，强调了多级多孔结构的创建。同时，该研究提出了一种从食物垃圾碎屑生物质中生产食物垃圾活性炭（FAC）的可扩展方法，重点介绍了其物理化学特性和多级多孔形态。
通过阴离子选择的无机固体电解质相互重点的原位工程可实现稳定的锂阳极
发现液体电池电解质有助于促进稳定的固体电解质相互作用（SEIS）减轻树突形成，这对于在下一代能量密集的电池中启用锂阳极至关重要。与传统的电解质溶剂相比，基于四氢呋喃（THF）的电解质系统已经通过鼓励阴离子的分解（而不是有机溶剂），从而产生了无机富丽石的SEIS，从而在实现高稳定性锂阳极方面取得了巨大成功。在此，通过采用各种不同的锂盐（即LIPF 6，Litfsi，Lifsi和Lidfob），可以证明电解质阴离子会调节SEI的无机组成和产生的特性。通过新的分析时间二级离子质谱法，例如对深度促值的分层聚类和使用综合产量的组成分析，从每个电解质系统产生的SEI的化学组成和形态。值得注意的是，Lidfob电解质提供了一个异常稳定的系统，可实现锂阳极，以0.5 mAh g -1的电流密度传递> 1500个循环，在对称细胞中的容量为0.5 mAh g -1。此外，LI //使用该电解质的LFP细胞表现出高速率，可逆的锂储存，提供139 mAh g（LFP）-1
阴极Zn底电位沉积-UCL Discovery
金属阳极的内在特性，包括地理结构，表面粗糙度，晶体取向，晶粒尺寸，缺陷等，与制造过程密切相关。这些特性在确定金属阳极的电化学性能方面起着决定性的作用。此外，储存和加工氛围（例如，杂物箱中挥发性溶剂气体和氧气/水分水平的组成）会影响金属阳极的表面物种。4因此，至关重要的是阐明主要因素并优化从原金材料到MBS金属阳极的生产过程的可重复性，一般性和可扩展性。在这个角度，我们将金属阳极的生产分为三个步骤：预处理，加工和治疗后。我们从讨论基本但经常被忽略的预处理步骤开始，然后比较各种处理方法，并突出显示在处理步骤中可能形成的金属阳极的缺陷。最后，我们讨论了治疗后策略，以有效地优化金属阳极的电化学镀膜行为。为了结论我们的讨论，我们为金属阳极制造提供了一个顺序且可扩展的解决方案，希望在MBS的激动人心的领域激发进一步的研究创新。
高锌利用率的水系锌金属电池的设计策略：从金属阳极到无阳极结构
锂离子电池 (LIBs) 具有高能量密度和长寿命的特点，在便携式电子设备和电动汽车方面取得了显著成功 [1-4]。然而，由于有机电解液、锂储量不足和成本高等问题，LIBs 的进一步应用受到限制 [5-7]。因此，有必要开发替代性二次电池来取代 LIBs [8,9]。水系锌金属电池 (AZMBs) 已成为有竞争力的候选电池，因为锌 (Zn) 金属负极具有优异的理论容量 (820 mAh g −1 和 5855 mAh cm −3) 和低电化学电位 (−0.76 V vs. 标准氢电极)、丰富的锌资源，以及水系电解质固有的安全性和高离子电导率 (~ 1 S cm −1 vs. 1-10 mS cm −1 有机电解质) [10-16]。然而，锌金属负极存在析氢反应（HER）、腐蚀、钝化、枝晶生长等严重问题，导致可逆性差、循环寿命不稳定，甚至发生短路故障[17–23]。这些问题严重阻碍了AZMBs的实际应用。为了克服上述问题，人们提出了各种针对锌金属负极的稳定策略，包括表面改性、结构优化、电解质工程和隔膜设计[24–31]。然而，由于使用了远远过量的锌，这些研究尚未实现较高的锌利用率[32]。为了补偿Zn的不可逆损失，提高充放电过程的循环稳定性，研究人员通常构建Zn过量（Zn箔厚度≥100μm）、面积容量低（1-5mAh cm−2）的锌金属负极，导致负极与正极的容量比高（N/P>50），放电深度（DOD）较低（<10%）[33]。放电深度（DOD）是参与电极反应的容量占锌金属负极总容量的百分比：
硅 - 基于锂离子电池的阳极
摘要：维持基于硅的阳极的物理完整性，该阳极受到骑自行车期间严重变化造成的损害，这是其实际应用的重中之重。通过将纳米座粉与硅片与锂离子电池（LIBS）制造阳极（libs）的阳极（LIBS）的阳极（LIBS）混合，从而显着改善了基于硅粉的阳极的性能。纳米 - 膜粘附在硅片的表面上，并分布在薄片之间的粘合剂中。借助丰富的反应性表面连锁官能团和暴露的纳米原子悬挂键，促进了一致且坚固的固体电解质相（SEI），从而促进了硅片和阳极的物理完整性的增强。因此，电池的高速放电能力和循环寿命得到了改善。sem，拉曼光谱和XRD检查阳极的结构和形态。电化学性能在200个周期后评估了近75％的能力保留，在4 mA/cm 2的测试电流下，最终的特异能力超过1000 mAh/g。这归因于通过在阳极中将纳米座和硅片整合到纳米座中实现的固体电解质相（SEI）结构的稳定性，从而实现了增强的循环稳定性和快速的电荷 - 电荷 - 递送性能。这项研究的结果提出了一种有效的策略，即通过在基于硅 - 弗拉克的阳极中添加纳米座量来实现高循环表现。
Panasonic Energy Partners与Sila合作伙伴，用于采购下一代硅阳极材料
Titan Silicon TM是Sila提供的高性能硅材材料，优于常规硅，它提供了更高的容量以及在充电过程中抑制膨胀，这是对材料的长期挑战。硅的使用是改善电池性能的关键，这在理论上具有10倍石墨的能力，这是当前生产锂离子电池阳极的材料。然而，硅的充电引起的扩张，电池性能的主要退化，刺激了多年的行业研究来解决这个问题。Panasonic Energy利用其电池技术和与Sila的合作伙伴关系，旨在用硅在阳极材料中替代较高比例的石墨，从而增强能量密度。这将有望帮助提高EV性能，增加车辆范围和减少充电时间。
无阳极钠全固态电池 | LESC
无阳极电池因其重量轻、体积小、成本低而具有最佳的电池结构。然而，不稳定的阳极形态变化和阳极-液体电解质界面反应限制了它们的应用。电化学稳定的固体电解质可以通过沉积致密的钠金属来解决这些问题。此外，一种新型的铝集流体可以与固体电解质实现紧密的固-固接触，从而允许在高面积容量和电流密度下实现高度可逆的钠电镀和剥离，这是以前用传统铝箔无法实现的。无钠阳极全固态电池全电池已演示了数百次稳定循环。这种电池结构为其他电池化学反应的未来发展方向提供了方向，以实现低成本、高能量密度和快速充电的电池。
扩大无阳极固态锂薄膜电池的生产规模，满足高体积能量密度应用需求
摘要：容量范围为 1-100 mAh 的紧凑型可充电电池适用于外形尺寸受限的可穿戴设备和其他高性能电子设备，这些设备的核心要求包括高体积能量密度 (VED)、快速充电、安全性、表面贴装技术 (SMT) 兼容性和长循环寿命。为了最大限度地提高 VED，我们开发了采用卷对卷工艺在超薄不锈钢基板（厚度为 10-75 μm）上制造的无阳极固态锂薄膜电池 (TFB)。高设备密度干法工艺图案化流程定义了可定制的电池设备尺寸，同时产生的废料可忽略不计。整个制造操作在传统的湿度控制洁净室中进行，无需昂贵的干燥室环境，并允许简化、降低制造成本。使用无阳极架构的这种扩大规模还可以实现与热预算兼容的封装和金属化方案，以与行业兼容的 SMT 工艺为目标。进一步的可制造性改进，例如使用高速测试，增加了大规模生产所需的总体要素范围。
葡萄树衍生的硬碳作为钠的阳极
源自生物质废物资源的硬碳（例如燕麦片，稻壳，甘蔗渣，香蕉皮，花生贝壳，苹果Pomace和Corncob）受到了广泛的关注，这是由于可逆的能力以及成本和可持续性考虑因素。[6–12]碳化后生物质的自然微观结构保留在碳化后，提供大量的缺陷和毛孔以及随机取向的假含量结构域。[13]固有的通道和孔创建了相互联系的3D结构，可改善电解质渗透，并提供更多的钠途径和离子缓冲库。[14]此外，一些剩余的杂原子（N，S，P等）可以通过直接的电动积极共价键或引入发起电子受体状态的碳空位缺陷来提供更多的存储位点。[15]