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2017年第2期(发布时间: Nov 13, 2017 发布者:郭文姣)  下载: 2017年第2期.doc       全选  导出
1   2017-11-08 12:32:21.473 用新型二维碳素-石墨烯进行锂-硫电池阴极封装 (点击量:0)

硫阴极在锂硫电池(Li-S)仍然遭受他们的电子导电率低,不受欢迎的解散多硫化锂(Li2S n,3≤n≤8)物种进入电解液,和很大程度上体积变化周期。为了克服这些问题,必须对硫阴极进行有效的封装。通过粒子群优化(PSO)和密度泛函理论(DFT),我们预测了一种稳定的金属二维sp2杂化碳变异体(dhp -石墨烯)。这种碳片可以防止阴极进入电解液。然而,锂离子在电解液与阴极间的锂离子浓度的增加以及电荷放电周期中阴极与阳极之间的电位差,可以自由穿梭。此外,在dhp -石墨烯纳米带中发现了多用途的电子带结构和线性色散,但对dhp -石墨烯纳米管只有金属带结构。

——文章发布于2017年11月02

2   2017-10-31 22:44:55.457 石墨烯-装甲铝箔,作为锂离子电池的电流收集器,具有增强的防腐性能。 (点击量:0)

铝(铝)锡箔,作为锂离子电池(LIBs)最受欢迎的阴极电流收集器,在长期操作中容易受到局部阳极腐蚀。这种腐蚀可能导致电池的老化甚至是早衰,通常被认为是下一代5伏锂电池的瓶颈。在这里,它是证明由保形石墨烯涂层铝箔装甲展品显著增强阳极耐腐蚀LiPF6和bis(trifluoromethanesulphonyl)酰亚胺锂电解质(LiTFSI)。此外,用石墨烯-装甲箔作为电流收集器(lmo/ga)的LiMn2O4细胞与使用原始的铝箔(lmo/pa)相比,表现出增强的电化学性能。lmo/ga细胞的长期放电能力保留率为950 h直行(0.5 C),达到91%,显著优于lmo/pa细胞(75%)。lmo/ga的自放电倾向明显得到了缓解,石墨烯的性能也得到了改善。这项工作不仅有助于提高LIBs的长期稳定运行,而且还可能促进未来5个V的部署。

——文章发布于2017年10月27日

3   2017-10-20 12:13:20.827 用于快速充电、高容量和安全锂离子电池的Ti2Nb14O39阳极材料 (点击量:1)

ti-nb-o二进制氧化物材料代表了锂离子电池的一组极有前景的阳极材料。这些材料的优异性能(388-402毫安g-1),显示出优异的安全性能,如在锂电镀电压和最小体积变化上的操作潜力。在此,这项研究报告了ti-nb-o家族的一名新成员,Ti2Nb14O39,作为一种先进的阳极材料。Ti2Nb14O39多孔球体(Ti2Nb14O39-s)显示了一种有缺陷的剪切重晶体结构,其体积大,且有大量的阳离子交换空间(0.85%与所有阳离子交换位置)。这些形态和结构特征允许短的电子/Li+-离子传输长度和快速的Li+-离子扩散系数。因此,Ti2Nb14O39-S材料提供重pseudocapacitive行为和良好的电化学性能,包括高可逆容量(326 mAh克−1 0.1 C),第一个周期库仑效率高(87.5%),安全的工作潜力(vs李/李+ 1.67 V),突出速度能力(223 mAh g - 1 40 C级)和持久的循环稳定性(只有0.032%的容量损失每周期在200周期10 C)。这些令人印象深刻的结果清楚地表明,充电快Ti2Nb14O39-S可以是一个有前途的阳极材料,锂离子电池高容量、安全、稳定。

—— 文章发布于2017年10月17日

4   2017-09-29 12:21:31.027 微型芯片锂离子电池的进展 (点击量:2)

微型芯片电池的发展在现代微机电系统、小型化生物医学传感器和许多其他小型电子设备的设计中起着重要的作用。这一新兴领域与可充电电池、纳米材料、芯片微制造等领域的话题密切相关,近年来,提出了一系列新颖的设计方案,以提高每足迹区域的能源和功率密度,以及微尺寸锂离子电池的其他电化学性能。这些进步可能为未来微电池的发展提供指导。

——文章发布于2017年9月27日

5   2017-11-13 11:07:25.91 锂金属电池耐弯曲阳极 (点击量:0)

对于保形电子,需要具有高能量密度的可弯储能系统。锂金属电池,包括锂-硫和锂-氧电池的理论能量密度比锂离子电池要高得多。然而,作为理想的阳极,李彦宏在直接使用时遇到了许多挑战,尤其是其形成树突的倾向。在弯曲条件下,由于bending诱导的局部塑性变形和li -丝丝的粉碎,可以进一步加剧锂枝晶的生长。在这里,Li - metal阳极通过将Li集成到可弯曲的支架上,如减少石墨烯氧化物(r - go)薄膜,使其耐弯曲。在复合材料中,弯曲应力主要是在支架上消散的。在此基础上,可增加均匀的锂镀层表面,并在循环过程中尽量减少锂电极的体积波动。显著提高了弯曲工况下的循环性能。采用可弯曲的r - go / li -金属阳极,可弯曲的锂-硫和锂氧电池,实现了长周期的循环稳定性。一种可弯曲的集成太阳能电池系统,以稳定的输出和串联的可弯曲的高压电池组来充电。预计这种耐弯曲阳极可以与进一步电解和阴极结合,以开发新的可弯曲能源系统。

——文章发布于2017年11月10日

6   2017-11-13 11:20:08.363 通过康普顿散射,看到电池中的氧化还原轨道 (点击量:1)

一个国际研究小组已经开发出一种新的高分辨率x射线康普顿散射方法,以可视化在储能材料中氧化还原轨道的扰动。新的光谱描述符将允许在智能手机、笔记本电脑和电动汽车上制造高性能电池。

科学家们使用高分辨率的x射线康普顿散射图谱来描绘氧化还原轨道,因为它可以提供精确的动量空间图像。用Li含量测量康普顿的资料,可以绘制出锂离子氧化还原氧化(氧化还原)轨道的演变过程。该方法有助于揭示驱动电池的氧化还原反应机理,为提高材料性能打开光谱通道。

轨道摄像机的准备:FePO4的康普顿分析

康普顿谱与电子动量密度(EMD)的二维积分有关。这些是通过测量康普顿散射光谱沿x射线散射矢量的不同方向而得到的,并具有与电荷密度相同的对称性。

研究人员选择了锂铁磷酸盐(LFP),这是一种橄榄家族成员,作为一种模型材料,可以作为一种高性能的阴极材料及其复杂的退料过程来进行光谱测量。这是两个阶段:完全锂化,LFP和delithiated,FePO4。

实验康普顿轮廓差异(ΔJ)delithiated化合物(FePO4)与理论康普顿概要文件。基于退变过程的三种不同模型计算理论剖面:刚性带模型(同LFP),刚性FeO6八面体和松弛FeO6八面体。

实验ΔJ匹配放松FeO6模型,反映出的氧化价Fe3 + Fe-O债券和修改。这种扭曲可以通过将松弛的八面体的康普顿轮廓从刚性上减去它,从而得到扭曲的轮廓,D(p)来突出。

“拍照”的redox轨道

从理论上计算LFP和FePO4的二维EMD差异,研究人员绘制了3个不同模型中feo - o键畸变引起的三维轨道的修正。氧化还原轨道的动量图表明,材料的短程结构的扰动可以在动量空间的不同区域产生不同状态的状态。在低动量下,松弛的八面体模型二维EMD表现出最具局限性,突出了八面体放松对谵妄的重要性。

对潜在转移的评价

失真概要,D(p),还提供了氧化还原电位的损失或潜在信息转变,ΔV,由结构摄动引起的。这些畸变剖面D(p)可以作为描述电压变化的描述符,从而提高阴极的能量密度。放松的八面体模型展览一个潜在转变?V = -0.62 V与刚性模型。

对Mn、Co和Ni取代LFPs的变形谱也进行了推导。Mn的引入增加了这个潜在的改变,而Co和Ni可以减少它。结果表明,铁取代基的应变和八面体畸变能提高纯LFP的能量密度。

康普顿散射:解码潜在位移的机制

这项工作由来自美国、日本、比利时和波兰的国际研究小组进行。这一努力由来自东北大学(Boston)的著名物理学教授阿伦·班西尔(Arun Bansil)领导,他的团队成员是Hasnain Hafiz和Bernardo Barbiellini。康普顿散射实验是在日本由Yoshiharu Sakurai(JASRRI)领导的、由Kosuke Suzuki、Yuki Orikasa、Masayoshi Itou、Kentaro Yamamoto、Ryota Yamada、Yoshiharu Uchimoto和Hiroshi Sakurai组成的“spring -8 synchrotron光源”中进行的。其他参与研究的科学家还有比利时的文森特·卡尔莱瓦特(Vincent Callewaert)和波兰的Staszek Kaprzyk(波兰)。这项研究发表在8月23日的《科学进展》杂志上。

科学家们已经开发出了综合的理论和实验的光谱描述符,它们提供了一种方法来解释锂离子的作用机理,以及电池的潜在变化。康普顿和变形剖面提供了一种定量的方法来观察过渡金属和氧的电子轨道间的晶体结构的改变所引起的动量空间的变化。

新开发的光谱方法使我们能够对工作电池材料的结构变形、势能变化和金属替代的关系进行分子水平的理解。因此,以这种新颖的方法,研究人员对材料科学共同体做出了巨大贡献,其中有许多工具可以用来推导工作电池材料的结构-活动关系,以提高它们的性能。他们的工作证明了来自光子与材料相互作用的数据和巧妙的数学方法来解释和处理这些数据,可以让我们看到人类眼中的盲目性:电子轨道。

——文章发布于2017年11月7日

7   2017-11-13 11:18:55.727 一种新型的镍阳极材料:纳米结构的结构和优异的电化学性能 (点击量:1)

通过一个简单的水热导出过程,设计并制造了新颖的NiCoMnO4纳米材料。微结构结果表明,所制备的材料具有典型的尖晶石结构,具有纳米薄片的形貌。由于独特的化学组成和纳米结构,NiCoMnO4 nanosheets表现出非常高的可逆容量1329.3 mAh克−1马在200克−1 100年以后周期和显示优秀率501.6 mAh克−1的性能甚至在5000年马英九g−1用作锂离子电池阳极材料(LIBs)。

——文章发布于2018年3月15日