摘要:间歇性和瞬时可再生能源迫切需要发展具有高功率能量密度的本质安全电能存储技术。水系锂离子电池(ALIB)由于其不易燃的特性而成为一种很有前途的集成技术。然而,受阳极材料的限制,它们的能量密度与非水系电池的能量密度存在相当大的差距。在此,首次尝试将 Wadsley-Roth 相铌基氧化物(M-Nb-O)用于水系锂离子阳极。通过与 M-Nb-O 阳极(Zn2Nb34O87)的代表物配对,ALIB 的输出电压、能量密度和功率密度显着增加,长期循环寿命显着提高。单独来看,能量型全电池(NCM811// Zn2Nb34O87)可产生高记录密度能量(191.5 Wh kg −1),平均放电电压高达约 2.25 V,而功率能量型全电池(LiMn2O4//Zn2Nb34O87)在超高粉末密度 16 489 W kg −1 下表现出优异的倍率性能,能量密度高达 30.0 Wh kg −1。
完整作者列表: 隋一鸣;华盛顿大学,材料科学与工程系 刘超峰;华盛顿大学,材料科学与工程系 邹佩超;清华大学,清华深圳国际研究生院能源与环境学部 詹厚超;清华大学,清华深圳国际研究生院能源与环境学部 崔远征;清华大学,清华深圳国际研究生院能源与环境学部 杨程;清华大学,清华深圳国际研究生院能源与环境学部 曹国忠;华盛顿大学,材料科学与工程系
在过去十年中,对便携式电子设备的需求迅速增加,这促使电池生产的增长增长。自从1990年代作为商业能源存储解决方案的开发以来,锂离子电池(LIB)由于其较长的周期寿命,高能量密度,低自我排放速度和高工作电压而引起了科学和工业的极大关注。生产LIB需要大量的聚合物粘合剂 - 通常是聚偏二氟乙烯(PVDF),以进行处理和性能。但是,由于该材料是石化衍生的,因此它远非“绿色”或可持续性。另一方面,聚合物及其构建块在整个自然界中被广泛发现,并且可以以低成本从生物量中获得。因此,用生物质衍生的粘合剂代替PVDF是减少LIB环境足迹的一种有前途的方法。此外,聚合物粘合剂在下一代电池性能中起着至关重要的作用。例如,硅(Si)是一种有前途的大容量阳极材料,因为它具有高理论能力(4200 mahg -1),工作势较低,并且在地壳中具有很高的丰度。但是,由于传统的粘合剂仅与硅的天然表面相互作用,并且无法维持电极的长期完整性,因此其在电荷/放电期间的巨大变化往往会导致循环寿命缩短。自然衍生的聚合物由于其高结构优势而在该角色上取得了更好的成功。在这篇综述中,我们总结了源自各种生物质源的硅阳极粘合剂的最新发展,重点是聚合物特性及其对电池性能的影响。我们根据自己对这些作品的评估提出了各种观点,并对该领域的未来前景进行了简要评论。
迁移性双极混凝土穿透性腐蚀抑制剂的描述Hind Corroguard是一种迁移性的双极腐蚀抑制剂,基于经过改良的液体胺制剂,以防止阳极阳极腐蚀和pow绕。对于阳极和阴极部位的钢增强结构的腐蚀保护非常有效,它们暴露于高氯化物和一些符合ASTM-G-109和JIS A-6205的腐蚀性化学环境。性能后,科罗盖德在同时影响阳极过程和阴极过程的高性能腐蚀作用时,它包含分子,其中电子密度分布会导致抑制剂吸引阳极和阴极部位。凭借混凝土内的水分,这些分子朝钢迁移,并沿钢沿单分子层沉积,并重新建立钢和氯化物之间的屏障以防止腐蚀。使用
摘要:由于低成本,高能量密度和环境友好的优势,锌离子电池(ZIB)被认为是势存储设备。然而,锌阳极受到不可避免的锌树突,钝化,腐蚀和电池充电和放电期间的进化反应,成为Zibs实际应用的障碍。与金属锌阳极相比,无锌金属阳极提供更高的工作电位,可有效地解决金属锌阳极阳极运行期间锌树突,氢进化和侧反应的问题。电池安全性和周期寿命的改善创造了进一步商业化ZIB的条件。因此,这项工作系统地介绍了“摇椅” Zibs中无锌金属阳极的研究。无锌金属阳极主要分为四类:过渡金属氧化物,过渡金属硫化物,mxene(二维过渡金属碳化物)复合材料和有机化合物,并讨论其性质和锌存储机制。最后,提出了无锌金属阳极发展的前景。本文提出了参考,以进一步促进商业可充电ZIB。
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]
磷酸铁锂 (LiFePO4) 电池由发电电化学电池组成,为电气设备供电。LiFePO4 电池由阳极、阴极、隔膜、电解质以及正极和负极集电器组成。阳极端子充当锂离子源。电解质通过隔膜将带正电的锂离子从阳极输送到阴极,反之亦然。锂离子的运动在阳极中产生自由电子,因此,电子将通过外部电路流到阴极,即正极,因此,当电负载连接到电池上时,电流将从正极流到负极。电池由同心交替的负极和正极材料层组成,隔膜层位于其间。然后将电解质注入电池中以允许离子传导。
本研究由美国能源部硅谷联盟项目下的车辆技术办公室资助,由 Brian Cunningham 指导,Anthony Burrell 管理。本研究部分由可持续能源联盟有限责任公司 (Alliance for Sustainable Energy, LLC) 开展,该公司是美国能源部 (DOE) 国家可再生能源实验室的管理者和运营商,合同编号为 DE-AC36-08GO28308。本文表达的观点不一定代表美国能源部或美国政府的观点。美国政府保留;出版商接受本文发表即承认美国政府保留非独占、已付费、不可撤销的全球许可,可出于美国政府目的出版或复制本作品的已出版形式,或允许他人这样做。
摘要:水系锌电池(AZB)是一种很有前途的储能技术,因为它们具有高理论容量、低氧化还原电位和安全性。然而,金属锌表面的枝晶生长和寄生反应会导致严重的不稳定性。本文我们报道了一种获得超细锌纳米颗粒阳极的新方法,该方法通过使用乙二醇单甲醚(EGME)分子来操纵锌的成核和生长过程。结果表明,EGME 与 Zn 2+ 复合以适度增加成核的驱动力,并吸附在锌表面以通过细化晶粒来防止 H- 腐蚀和树枝状突起。因此,纳米级阳极具有高库仑效率(约 99.5%)、长循环寿命(超过 366 天和 8800 次循环)以及与全电池中最先进的正极(ZnVO 和 AC)出色的兼容性。这项研究为水性金属离子电池的界面工程提供了一种新途径,对 AZB 的商业化未来具有重要意义。关键词:水性锌电池、锌金属阳极、超细纳米颗粒、枝晶生长、寄生反应