电极| SE接口。3–5其中一些问题与SE在电极材料方面的电化学稳定性以及SE分解的相互作用的形成有关。如果可以形成稳定的固体电解质相(SEI),例如在常规锂离子细胞中石墨和优化的液体电解质之间的界面,这种初始不稳定不一定是一个问题。6 SE对碱金属的分解会导致形成其电子性能将决定其增长的相互作用的形成:7(a),如果大多数分解产物在电子上是电子上绝缘的,那么SEI的增长将最终停止,并且对电源的电源不可能(如果能够远离电源),则可能会影响电源的电源,如果它可能会影响电源,则该电源可能会造成电源的影响,如果是by的电源,则可以在电源范围内构成,而该障碍物是可以在电源上造成的,如果是by sei的范围,则可以在电源上造成,而该障碍物是可以在电源上造成的。混合离子电子传导(MIEC)之间的生长将不间断,直到消耗所有SE并发生短路。后一种相间类型对于具有持久性能的SSB不兼容。可以访问相间的化学组成对于确定产生哪种类型的相间以及是否在细胞中达到稳定性至关重要。X射线光电子光谱(XPS)是用于化学组成分析的出色表面表征技术。分析埋入界面的组成是一个挑战,因为XPS的深度分辨率有限。最近,已经开发了各种原地8-10和Operando技术11,12来解决此问题。XPS的深度分辨率有限,是由于测量的性质归因于收集光电子的收集,这些光电子在距离最初与原子核相距不远后从样品表面逸出,它们最初与它们最初界定的原子核(通常在10 nm内,在小于10 nm的范围内,用于由Alkα源激发的光电子,并经过Na的金属)。对于所有这些,其想法是使SE表面上的碱金属层足够薄,以使SE发射的光电子(可能是由于相互重点)穿过金属叠加层。为了产生碱金属层,一种技术包括将其从由相同的碱金属组成的计数器电极上镀在SE表面上,同时分析了相间产物Operando。11在这种情况下,可以从任何XPS仪器中存在的电子洪水枪向SE表面提供低能电子。尽管该技术已经证明了其表征相互作用组成的功效,但可以从中提取的信息程度(例如碱金属层的增长率行为)尚未得到充分理解。这项研究的目的是介绍可以从该操作方案中提取的信息深度。结果分为两种成对的文章(第一部分:实验;第二部分:理论13)。在第1部分中,研究了NASICON家族的SE表面上Na金属(Na 0)的电化学稳定性(Na 3.4 Zr 2 Si 2.4 P 0.6 O 12,进一步称为NZSP)。总的来说,这项工作介绍了一个了解增长的框架nzsp是因为其高离子电导率使其成为有前途的候选SE,14,但其对NA 0的稳定性仍在争论中。理论DFT计算预测Na 3 Zr 2 Si 2 PO 12(由Na 1 + X Zr 2 Si X Zr 2 Si X P 3-X O 12,0≤x≤3定义的NASICON组成空间的最接近的阶段是0 v在Na/Na +的Na/Na +应不稳定的Na/Na 2 ZROS na 2 ZRO和Na 2 ZRO 3,4 sRO 3,4 sRO 3,4 s sRO 3,4 s sRO 3)。15–17在Na 0 | Na 3 Zr 2 Si 2 PO 12也通过电化学阻抗光谱和前XPS研究在实验中提出。17,18本研究将区分两种Na 0 | NZSP接口:第一个是Na 0和抛光的NZSP(NZPS抛光)颗粒之间的接口;第二个是Na 0和As-Sinter的NZSP(NZSP AS)颗粒之间的接口。此比较旨在阐明NZSP表面化学对其对Na 0的稳定性的影响。的确,在我们小组的先前研究中确定了热处理促进在As-Sintered NZSP样品表面上形成薄的Na 3 PO 4层,当NZSP表面抛光时,该层可以去除。14 AS Na 3 PO 4是一个阶段,预测通过DFT计算对Na 0稳定,19该比较的目的是评估Na 3 PO 4作为自我形成的缓冲层的效率。对第一个实验部分的讨论着重于从XPS拟合模型中提取信息,以告知Na 0 | nzsp抛光和Na 0 | Na 0 | Na 3 PO 4 | NZSP接口的相间形成动力学。时间解析的电化学阻抗光谱(EIS)也被用来评估相互作用的离子电阻率。
在可持续能源生产和发展的框架中,电能存储 (EES) 是实现这一目标的关键因素。处于能源存储最前沿的是基于电化学存储的系统,例如电池和电化学电容器。多年来,电池和电双层电容器 (EDLC) 的完美组合已经出现,作为抵消这两种技术特定问题的一种方式,并代表了未来 EES 设备达到高能量和功率密度的新方向。作为一种战略性无材料低成本技术,非水混合超级电容器 (KIC) 代表了高功率应用的有前途的解决方案。这里介绍的 KIC 技术由活性炭正极和超大石墨负极组成,浸入乙腈基非水电解质和钾盐中 [1]。该技术发展的主要障碍是结果的不可重复性。对于锂离子电池,化成工艺是关键的制造步骤,可在负极表面形成稳定致密的固体电解质界面 (SEI),确保均匀稳定的性能。此步骤也被认为对 KIC 系统至关重要。得益于适当的化成工艺 [2] 的开发,可以形成均匀连续且 KF 含量低的 SEI,并且软包电池规模的性能现在稳定且可重复。此外,观察到了 SEI 中 KF 含量的变化与循环性能的变化之间的相关性。本文将介绍和讨论这一结果。
生物分子冷凝物通过结合相分离和多价大分子的可逆关联的过程形成。冷凝物可以是通过共存致密相和稀阶段定义的两阶段或多相系统。在这里,我们表明溶液离子可以在由固有无序蛋白或均聚糖RNA分子形成的冷凝物定义的共存阶段不对称地分配。我们的发现是通过直接测量蛋白质和RNA冷凝物共存阶段的阳离子和阴离子活性的直接测量的。在共存阶段之间对离子分配的不对称性随蛋白质序列,冷凝物类型,盐浓度和离子类型而变化。通过溶液离子不对称分配而建立的Donnan平衡产生了称为Donnan和Nernst电位的相间电势。我们的测量结果表明,冷凝水的相位势与膜结合细胞器的膜电位相同。相间电势量化了共存相的微环境相互不同的程度。重要的是,基于凝结物特异性相间电势,这是无膜体的膜状电势,我们认为冷凝水是储存电荷的中尺度电容器。相间电势导致在冷凝水界面处产生双层。这有助于解释对电化学活性的冷凝水界面的最新观察结果。
更广泛的环境不断升级的全球能源需求强调了储能系统的关键作用。虽然锂离子电池已经占据了田野,但少数国家的锂资源集中却导致了供需不平衡,尤其是在电动汽车和电子设备的激增中。这推动了锂的市场价格,促使人们探索了替代品。钠离子电池是有前途的候选人,可持续性,每项能量密度低的成本和可靠性。在这里,我们展示了一个钠金属电池,该电池可实现出色的功率密度,这是由于钠金属通过界面工程的均匀沉积而实现的。使用致密的电镀钠金属,所得的全细胞表现出色:在2C速率下500个循环后,能力保留率为91.84%,在45c速率下为86 mA H G 1放电能力。单轴压力用于控制钠金属沉积,以确保高库仑的官能。对固体电解质相间的分析揭示其特性取决于电解质的成分,该组件决定了沉积金属的微观结构。这些进步位置位置钠金属作为实现下一代储能技术的可行候选者,其规格接近实际要求。
环氧树脂模塑料 (EMC) 用于保护集成电路 (IC) 免受环境影响,其中之一就是水分侵入,从而导致腐蚀。为了获得所需的热性能和机械性能,EMC 需要大量 (二氧化硅) 填料,从而引入大量界面。虽然硅烷偶联剂可以促进良好的粘合,但它们已证明会引入界面体积,从而在玻璃纤维填充的环氧树脂中表现出环氧树脂和 SiO 2 之间更快的水分传输。在这项工作中,我们研究了 EMC 中的填料颗粒是否也引入了这种界面体积,以及它是否会影响复合材料的水分扩散系数。我们将动态蒸汽吸附 (DVS) 进行的水分吸收测量与有效介质理论的预测进行比较,以及基于我们的样品的微 CT 扫描的数值模拟,用于包含不同填料水平的模型环氧树脂系统和具有两种不同填料水平的商业 EMC 样品。从测量的 DVS 数据中,我们观察到有效扩散系数高于 EMC 和模型系统不存在任何界面时的预测值。这表明应该存在一个界面层。
溶于电解质中的高活动嘴唇与Li金属阳极化学反应。 [9] Lips和Li Metal Anodes之间的寄生反应在固体电解质中(SEI)中产生不利的成分,并通过连续腐蚀同时破坏SEI。 [10]因此,无物质的沉积被加重,有限的LI储层被耗尽,这会在循环和LI-S电池快速故障期间诱导不稳定的Li金属阳极。 [11]此外,寄生作用和阳极不稳定性在降级条件下严重加剧,例如使用超薄的李阳极和高岩载的硫磺阴极,这些硫磺是为了构建高能量密度LI – S电池所必需的。 [12]因此,抑制嘴唇和Li金属阳极之间的植物反应是稳定Li Metal Anodes并延长Li – S Batteries的循环寿命的先验性。 已经提出了各种策略来减轻嘴唇和Li金属阳极之间的寄生反应。 [13]保留溶剂的电解质在抑制嘴唇的疾病中特别有效,从而缓解了Li Metal Anode腐蚀。 [14]溶于电解质中的高活动嘴唇与Li金属阳极化学反应。[9] Lips和Li Metal Anodes之间的寄生反应在固体电解质中(SEI)中产生不利的成分,并通过连续腐蚀同时破坏SEI。[10]因此,无物质的沉积被加重,有限的LI储层被耗尽,这会在循环和LI-S电池快速故障期间诱导不稳定的Li金属阳极。[11]此外,寄生作用和阳极不稳定性在降级条件下严重加剧,例如使用超薄的李阳极和高岩载的硫磺阴极,这些硫磺是为了构建高能量密度LI – S电池所必需的。[12]因此,抑制嘴唇和Li金属阳极之间的植物反应是稳定Li Metal Anodes并延长Li – S Batteries的循环寿命的先验性。已经提出了各种策略来减轻嘴唇和Li金属阳极之间的寄生反应。[13]保留溶剂的电解质在抑制嘴唇的疾病中特别有效,从而缓解了Li Metal Anode腐蚀。[14]
Zn/MNO 2电池由双重沉积反应驱动,是在水性系统中实现高能量密度的突出途径。引入最初的双电极(阳极/阴极)构型可以将能量密度进一步提高到200 WH kg -1以上,但由于Zn/MNO 2沉积和剥离的可逆性差而导致的循环寿命有限。从材料合成中的软模板策略中汲取灵感,在这里,我们将这种方法应用于电沉积和剥离,并设计原位形成的液晶相间。通过仅将0.1 mM的表面活性剂分子掺入电解质中来实现,这可以诱导有利的C轴向取向沉积六边形Zn和MNO 2。这种增强后随后增加了沉积/剥离可逆性,并促进了双电极电池的循环寿命,在〜950周期后实现了80%的容量保留。这种液晶相间化学也有很大的希望,可以在其他晶体系统中调节沉积,为下一代高能密度和基于水性化学的长期储能打开了令人兴奋的研究方向。
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