南开牛志强Angew:Cu2+氧化还原电荷载体实现高能水/有机混合电池 2023年11月2日 上午9:06 • 头条, 干货, 顶刊 • 阅读 9 锂硫(Li||S)电池由于S正极的高理论容量和低成本,以及锂金属负极的低氧化还原电位(相对于标准氢电极为-3.04V),被认为是有前途的下一代电池之一。然而,从S到Li2S的S还原反应导致放电电压和容量有限,极大地阻碍了Li||S电池的能量密度。 在此,南开大学牛志强教授团队通过电解质解耦策略设计了高能Li||S混合电池。在正极中,S电极在Cu2+基水性电解质中经历从S到Cu2S的固体-固体转化反应,并进行四电子转移。 这种储能机制有助于增强S电极的电化学性能,包括高放电电势和容量、优异的倍率性能和稳定的循环行为。结果显示,组装的Li||S混合电池表现出3.4V的高放电电压和2.3Ahg-1的令人满意的容量,有助于实现优异的能量密度。 图1. 电化学性能 总之,该工作通过匹配含Cu2+离子的水电解质中的S正极和含Li离子的有机电解质的Li负极,实现了高能水/有机Li||S混合电池。在含Cu2+离子的水电解质中,S正极表现出固-固S/Cu2S转变机制。 与传统的S/Li2S转变相比,Cu2+离子与S电极间的相互作用显著提高S电极的电化学性能,包括大的可逆容量、高的氧化还原电位、优异的倍率性能和稳定的循环性能。因此Li||S混合动力电池与去耦电解质组装,可提供一个3.4V的高放电电压和2.3Ah g-1的容量。因此,该项工作将拓宽Li||S电池的视野,为高能电池的设计铺平道路。 图2. Li||S混合电池的性能 High-Energy Aqueous/Organic Hybrid Batteries Enabled by Cu2+ Redox Charge Carriers, Angewandte Chemie International Edition 2023 DOI: 10.1002/anie.202312172 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/2023/11/02/0fd8d9e258/ 电池 赞 (0) 0 生成海报 微信扫码分享 相关推荐 重磅!新年首篇催化Nature! 2023年10月15日 Nature Materials:揭示磷酸铁锂化学-机械的本构关系 2023年10月15日 武培怡教授AFM:用于连续发电的抗疲劳和高导电热电池 2023年10月14日 杨世和团队Chemical Science:离子还原络合萃取法制备金属缺陷电催化剂 2023年11月13日 郭玉国/辛森AFM:先进电解质使可充锂金属电池安全稳定:进展与前景 2023年10月25日 河北农大/上大/青大Adv. Sci.:高倍率钠离子电池,50C循环1万次! 2024年1月4日