北科焦树强/北理宋维力AM:循环2000次的高稳定准固态铝电池! 2023年10月18日 上午10:12 • 头条, 干货, 顶刊 • 阅读 14 低成本和高安全性的非水可充铝电池(RABs)有望用于下一代储能。由于存在离子液体(IL)电解液,其高湿敏性和差稳定性会导致液基RABs中的关键问题,包括不良气体产生、不可逆活性损失和不稳定的电极界面,从而破坏工作稳定性。 北京科技大学焦树强、北京理工大学宋维力等通过将少量IL封装到金属有机框架(IL@MOF)中开发了一种稳定的准固态电解质,这不仅可以防止IL受潮,而且可以在活性物质材料和电解质之间形成足够的离子传输网络。 图1 用于铝电池的准固态电解质 在这种固体形式中,IL客体充当活性阴离子(AlxCly-)导体,纳米多孔MOF主体提供足够稳定的离子传输通道和保护框架。由于在IL中保持了离子迁移率和稳定的保护,这种准固态IL@MOF电解质保持了高离子导电性和长期空气稳定性的特点。 此外,开放的三维MOF框架在活性材料和IL@MOF电解质之间提供了丰富的接触网络,形成稳定的界面以促进AlxCly-阴离子的传输。 图2 准固态铝电池性能 得益于三维纳米多孔MOF和IL中不受约束的离子传输,IL@MOF电解质表现出7.5 × 10−4 S cm−1的高离子电导率,并且可以在正极-电解质和负极-电解质界面上建立稳定状态。采用IL@MOF电解质,即使在9 mg cm−2超高石墨负载下,准固态铝电池仍可以提供~75 mAh g−1的比容量,并表现出超过2000次循环的长期循环稳定性。 更重要的是,暴露在空气中2小时,电池即使在火中燃烧的条件下仍然运行良好,在环境条件下显示出长期稳定性和高安全性。这项工作突出了一种设计高度稳定和安全的铝电池的新方法,为促进铝电池在储能中的应用提供了可行的策略。 图3 IL@MOF电解质与铝之间的稳定界面 Stable quasi-solid-state Aluminum Batteries. Advanced Materials 2021. DOI: 10.1002/adma.202104557 原创文章,作者:科研小搬砖,如若转载,请注明来源华算科技,注明出处:https://www.v-suan.com/index.php/2023/10/18/4b09445708/ 电池 赞 (0) 0 生成海报 微信扫码分享 相关推荐 院士领衔!南京大学「国家高层次人才」团队,新发Science子刊! 2024年12月3日 “硼硫”之斗,超越Science!西交Nature子刊:硼助阵,又小又多元的金属间催化剂! 2023年11月30日 苏州纳米所陆书龙团队在柔性高效多结太阳电池研究方向取得新进展 2023年10月24日 孙世刚院士团队,最新EES! 2024年4月7日 破纪录!厦大杨勇团队AEM:将钴酸锂充电电压提升至4.7 V 2023年10月14日 单晶薄膜的衍射图能用Rietveld软件来精修吗? 2023年11月27日