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材料学院王雷教授和黄扬博士在《Advanced Energy Materials》上发表论文

发布时间:2019-05-28

近日,澳门金沙大学材料学院王雷教授和黄扬博士在Advanced Energy Materials(影响因子:21.875)上发表题为“Strategies toward stable nonaqueous alkali metal-O2 batteries”的综述性论文(10.1002/aenm.201900464)。澳门金沙网投为论文第一通讯单位。

近十年来,新能源电动汽车得到了蓬勃发展,但当前的锂离子电池技术难以满足电动汽车长续航里程的需求。因此,人们迫切期待高能量密度和高输出功率的新电池技术。由锂、钠、钾等碱金属与氧气组成的空气电池因能量密度高、成本低等优势,赢得了业界广泛关注,但此类电池也存在空气电极副反应严重、电解液不稳定、碱金属负极易产生枝晶和体积膨胀、电池生命周期短等缺点,使得二次碱金属空气电池的前景不容乐观。如何提高正极材料在高电位和富氧自由基条件下的稳定性,如何提高电解液对氧自由基的耐受性以及与碱金属负极的匹配性,如何抑制碱金属负极的枝晶生长和体积膨胀,提高负极的稳定性,这些都是目前碱金属空气电池研究中的难点和热点。

针对当前在提高碱金属空气电池稳定性上的研究进展,该文章从正、负极材料以及有机电解液三个方面系统阐述了导致碱金属空气电池稳定性不足的深层机理,并分别总结分析了提高空气正极、碱金属负极和有机电解液稳定性的有效策略。其中,提高空气正极稳定性的方法包括设计固相催化剂降低充电过电位、碳正极表面包覆、设计无碳无粘结剂的正极以及开发新型的正极氧化还原反应;负极方面的研究思路包括设计负极保护层和人工SEI膜,或采用合金等负极取代金属负极;在提高有机电解液稳定性方面,主要的策略包括合成稳定的溶剂分子和锂盐、提高电解液浓度、使用氧化还原介质等电解液添加剂或改变电化学反应路径等。除了对目前提高碱金属空气电池稳定性的策略进行总结外,作者还展望了未来在机理、材料和器件结构上进一步提高电池稳定性的研究思路。


论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.201900464


 

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