使用硫化物固体电解质 (SE) 的全固态电池 (ASSB) 是下一代能源装置的有吸引力的候选者,其寿命比使用有机溶剂的液态锂离子电池 (LIB) 更长。众所周知,即使在干燥室等环境中,硫化物 SE 暴露在潮湿环境中也会导致离子电导率降低并产生有毒的硫化氢。然而,暴露在潮湿环境中对 ASSB 电池性能的影响迄今为止尚未完全阐明。为了填补这一知识空白,本文描述了水分对硫化物 SE 未暴露或暴露在露点为 -20°C 的干燥室模拟空气中的 ASSB 正极耐久性的影响的研究。在电池耐久性评估之后,对正极进行了飞行时间二次离子质谱 (ToF-SIMS) 测量,并利用暴露的 SE 观察了电池中的特征降解模式。
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广泛使用的能源——锂离子电池——的基本成分是电解质,电解质通常是非水有机溶剂 [1]。电解质的液态及其特性(例如易燃性)会对电池的尺寸和重量产生负面影响,在数字化、小型化和移动性不断提高的时代,这些因素必须得到改善。此外,电池中使用的碱金属和有机溶剂对水分和氧气敏感,这会严重影响使用安全性,因为存在着火甚至爆炸的风险 [2]。例如,这些缺点会影响电动汽车,因为电池占汽车质量和体积的很大一部分 [3]。使用聚合物基电解质对于解决环境问题至关重要。消除液态易燃成分是使使用聚合物的能源解决方案更加友好的一种方法。改进的目的是开发适合能量密度和安全性的固态电池,以用于下一代智能、安全、高性能的环保电池。锂离子技术的进步还在于使用可生物降解的聚合物,如壳聚糖、淀粉、甲基纤维素和葡聚糖,并取得令人满意的电气性能测试结果,从而促进废旧电池部件的废物管理过程
我们介绍了两个框架的耦合 - 伪开放的边界模拟方法称为恒定电位分子动力学模拟(CμMD),结合了量子力学/分子动力学(QMMD)计算 - 描述与电解质接触的石墨烯电极的性能。然后将所得的CμQMMD模型应用于散装溶液中的三个离子溶液(LICL,NaCl和KCl),范围为0.5 m至6 m,与带电的石墨烯电极接触。我们在这里描述的新方法提供了一种模拟协议,以控制电解质溶液的浓度,同时包括完全极化的电极表面的效果。由于这种耦合,我们能够准确地对双层的电极和溶液侧进行建模,并彻底分析带电接口处电解质的性质,例如电解质的筛选能力和电势元曲线。我们还报告了对每个离子物种分析的整个浓度范围内积分电化学双层电容的计算,而量子机械模拟则可以访问差异和积分量子电容。我们强调了微妙的特征,例如钾石墨烯的吸附或离子形成簇的趋势有助于石墨烯储存电荷的能力,并暗示对淡化的影响。
肿瘤切除术中神经活动的监测、神经外科手术[6–8]中慢性植入物中癫痫病灶的识别[9–11]以及神经假体。[12–17]为了在保留大量任务相关信息的同时尽量减少侵入性,人们对皮层电图 (ECoG) 和微皮层电图 (μ ECoG) 技术进行了广泛的研究。[18–22]对于皮层内微电极,由于与信号源的距离增加,ECoG 和 μ ECoG 都表现出一些固有的局限性。[23]此外,由于电极小型化和随之而来的阻抗增加,μ ECoG 会受到噪声增强的影响。[24,25]在这种情况下,脑记录将从原位第一级信号放大策略中受益匪浅。在克服这些限制的各种策略中,半导体技术已用于神经生理学应用。无机场效应晶体管已成功证明可作为体外生物电活动传感器,[26–28] 但它们在体内的应用受到无机半导体的化学和机械特性的限制,尤其是暴露于水环境时。[29] 这使得无机晶体管沦为微电极集成多路复用器的角色。[30]
硬碳(HC)是网格级钠离子电池(NIB)的有吸引力的阳极材料,这是由于碳的广泛可用性,其高特定能力和低电化学工作潜力。然而,需要解决第一周期库仑的效率和较差的HC的问题,以使其成为NIB的实用长期解决方案。这些缺点似乎是电解质依赖性的,因为与碳酸盐电解质相比,基于醚的电解质可以在很大程度上改善性能。对这些性能差异背后机制的解释对于高度可逆的钠储存的合理设计至关重要。结合气相色谱,拉曼光谱,低温传递电子显微镜和X射线光电子光谱,这项工作表明,固体电解质中相(SEI)是基于乙醚和碳酸电解质之间的关键不同,这确定了电荷转移Kinetics和parasitic反应的范围。尽管两个电解质都没有在HC散装结构中储存的残留钠,但基于醚的电解液形成的均匀和共形SEI可以提高循环的效率和速率性能。这些发现突出显示了通过界面工程使用HC阳极实现长寿命级笔尖的途径。
镁空气燃料电池(MAFC)是一种混合系统,结合了燃料电池和电池的设计,需要持续更换阳极和电解质才能运行。MAFC应用程序限制了短期高功率应用,例如紧急和便携式电源。因此,这项研究的重点是通过研究电解质体积,电极位置和电解质浓度对MG -Air燃料电池性能的影响。从电解质体积变化开始,进行了三组实验。然后,将其应用于细胞配置中,以测试具有不同电极位置的MAFC性能。最后,最佳的电极位置与所选电解质一起应用于新的修饰MAFC,以研究电解质浓度对MAFC性能的影响。发现表明,电解质体积对性能并不重要,而较高的NaCl浓度可以显着提高MAFC的性能。10 wt%的NaCl产生的最高功率密度为38.95 mW.cm -2,工作电压为1.67V。不幸的是,在较高的NaCl浓度下观察到较高的腐蚀速率。最后,添加磷酸钠作为腐蚀抑制剂可抑制腐蚀反应并降低腐蚀速率。
摘要。在这项研究中,使用直接的微波辅助技术合成氧化锌纳米颗粒。结果表明,合成的纳米颗粒是六边形的wurtzite Zno纳米颗粒,其结晶石尺寸为6.76 nm,如通过生理化学方法确定。它揭示了在不同的增强型,是不规则的,球形的海绵状结构。使用傅立叶变换红外光谱法,已经观察到ZnO表面上的相应官能团。根据吸收测量值,直接光带隙约为3.29 eV。光致发光光谱可通过寻找红色发射和蓝色带缘发射来检测ZnO晶格中的晶体缺陷。进行了对氧化锌纳米颗粒的抗腐蚀能力的研究,该研究表明,当用镁(MG)底物涂有颗粒时,颗粒具有有益的特征。这些材料被评估,具有有或没有保护性涂层的腐蚀性。结果表明,在不同的电解质条件下,涂层显着提高了保护速率。与裸露的MG板相比,当ZnO纳米颗粒涂覆时,电荷转移电阻R CT增加。
推荐引用推荐引用James,Winervil,“制造压力和NMC阴极组成对LPSCL电解质的影响,以改善固态电池性能”(2023年)。论文。罗切斯特技术学院。从
非水系钠电池是下一代电化学储能装置的理想候选者。然而,尽管其在室温下性能表现良好,但它们在低温(如 < 0 °C)下的操作会受到电解质电阻增加和固体电解质界面 (SEI) 不稳定性增加的不利影响。在此,为了解决这些问题,我们提出了特定的电解质配方,其中包括线性和环状醚基溶剂以及三氟甲磺酸钠盐,它们在低至 -150 °C 的温度下仍具有热稳定性,并能够在低温下形成稳定的 SEI。在 Na||Na 纽扣电池配置中测试时,低温电解质可实现低至 -80 °C 的长期循环。通过原位物理化学(例如 X 射线光电子能谱、低温透射电子显微镜和原子力显微镜)电极测量和密度泛函理论计算,我们研究了高效低温电化学性能的机制。我们还报告了在 -20°C 和 -60°C 之间对完整的 Na||Na 3 V 2 (PO 4 ) 3 纽扣电池的组装和测试。在 -40°C 下测试的电池显示初始放电容量为 68 mAh g -1,在 22 mA g -1 下经过 100 次循环后容量保持率约为 94%。
