Science及Nat. Energy周精选能源文献合集

  1. Nat. Mater.:揭示固态电池正极电解液界面的作用
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界面在二次固态电池的性能中起着至关重要的作用,但人们对此知之甚少。在这里,我们使用结晶学取向和高指数晶面的厚正极,直接评估正极结晶学和形貌对固态电池长循环性能的影响。这些正极的受控界面结晶学、面积和微观结构使我们能够了解传统薄膜和复合固态电极中未知的界面不稳定性。各种锂、钠基正极和固体电解质的电池性能和界面稳定性之间的一般和直接关联被揭示出来。我们的研究结果强调,最大限度地减少界面面积,而不是像传统的复合正极那样扩大界面面积,是理解界面不稳定性的本质和提高电池性能的关键。我们的发现还指出,使用致密而厚实的正极作为提高固态电池能量密度和稳定性的一种方式。

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原文链接:https://www.nature.com/articles/s41563-021-01016-0

  1. Nat. Energy:用于锂电池厚度可控的自支撑超薄锂金属-石墨烯氧化物基片
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薄和自支撑的锂金属箔(≤20μm)可实现负极材料和高能量密度锂电池的精确预锂化。现有的锂金属箔太厚(通常为50到750μm),或者机械易碎性太差,不适用于这些应用。在这里,我们开发了一种简便、可扩展的工艺,用于在石墨烯氧化物基质中合成超薄(0.520 μm)、自支撑且机械性能稳定的锂金属箔。除了0.1~3.7mAh cm−2的低面积容量外,这种锂箔的机械强度也比传统的纯锂金属箔有很大提高。我们研制的锂箔可将石墨(93%)和硅(79.4%)负极的初始库仑效率提高到100%左右,而不会产生过量的锂残留物,并使锂离子全电池的容量提高8%。使用这种薄锂复合负极,锂金属全电池的循环寿命提高了9倍。

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原文链接:https://www.nature.com/articles/s41560-021-00833-6

  1. Science:水系有机氧化还原液流电池的可逆酮加氢和脱氢
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采用有机活性材料的水系氧化还原液流电池为大规模储能提供了一条环境友好、可调且安全的途径。开发仅限于一小部分水溶性有机物,并且往往在水稳定性电压窗口内表现出必要的氧化还原可逆性。我们展示了荧酮分子工程如何在没有催化剂的情况下在使室温下可逆酮加氢和脱氢所需的醇电化学氧化成为可能。基于这些荧酮衍生物负极的液流电池能够高效地工作,并在非苛刻的环境中表现出稳定的长时间循环,并且在温度略有升高的环境中也能保持稳定。这些结果扩展了包括可逆酮到醇的转化,但也暗示了识别其他非典型有机氧化还原对物质的潜力。

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原文链接:https://science.sciencemag.org/content/372/6544/836

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