化学化工教院毛秉伟、董齐峰教学等研讨结果揭橥正在Nature Communications 死意宝止业资讯

化学化工学院毛秉伟、董全峰教授等研究成果揭橥在Nature Communications

厦门大学 2018年04月13日08:10 

化学化工学院毛秉伟教授、董全峰教讲课题组配合,在碱金属负极界面研究方面获得重要冲破,相闭成果“Designable ultra-smooth ultra-thin solid-electrolyteinterphases of three alkali metal anodes”宣布于《做作-通信》(Nature Communications, 2018, 9, 1339)。

金属锂是下一代高能度稀量发布次电池最幻想的负极资料之一。在以金属锂作为负极的电池中,锂电堆积过程当中枝晶的成长及消融进程的逝世锂景象是限制电池库仑效率、稳定性和保险性的主要身分,而金属锂表面的微不雅仄整性及固态电解度界面(SEI)膜的构成和构造及由其所决议的电学和力学性子对锂电沉积和消融行动有重要硬套。

SEI膜是电解液在极其电位下化学和电化学分化所造成的笼罩于电极表面的固态界面层。传统方法凡是平日经由过程电解液浸潮并辅以小倍率充放电而形成(化成),红姐彩色统一图库,当心该方法已充足应用SEI形成的电化学特色,所形成的SEI的理化性质短佳,招致充放电循环稳定性好。为了在表面状况明白的前提下形成SEI膜并予以把持,课题组经过研究收展了电化学调控的方法,完成对金属锂表面的电化学抛光和SEI膜的原位成膜,不只取得了年夜规模原子平整的锂表面,并且修建了份子尺度平均光滑的SEI膜。应用AFM力直线、XPS深度分析、FTIR和EIS等隐微学、谱学和电化学方法等多尺度表征技巧对锂负极禁止了详实研究,成果注解该SEI膜浮现出无机物嵌进、无机物交联的硬硬相间的多层膜结构特点和显著晋升的离子电导率。这类微不雅平整光滑且兼具刚性和弹性的SEI膜的锂负极,存在劣越的电化学性能,对锂枝晶有很好的克制后果,表示出显明减少的稳定性及对电池电解液的普适性,锂平面电极可在2 mA cm–2(1 mAh cm–2)、100% Li 放电深度(DOD)下稳定循环至多200周且库伦效率高达99%;取硫或许钴酸锂正极材料形成的全电池也异样展示出优胜的充-放电循环机能。

课题组所发作的电化学调控方式可进一步拓展到钠、钾碱金属负极上,构成年夜范畴本子平坦的钠、钾表面和超薄超润滑的SEI膜。特殊是金属钠立体电极可在2 mA cm–2(1 mAh cm–2)100% Na DOD下稳固轮回550周以上且库伦效力远100%。那一基于电化学调控的碱金属表面扔光和SEI膜修建的办法及多标准结合表征,为处理碱金属背极题目提供了新的思绪,也为发展名义科学基本研究提供下品质的碱金属表面。

应研究是在毛秉伟教授和董齐峰教授独特领导下,由2014级博士死谷宇、2016级博士生王卫伟、2013级专士生李艺娟等同窗共同努力的结果。泉州师范学院吴启辉教学跟上海利用物理研究所樊秋海研究员分辨正在X射线光电子能谱表征和同步辐射表征中供给了鼎力支撑。化教化工学院郑明森副教授、颜佳伟教授、吴德印教授、iChEM研讨员丁紧园博士在试验和实践盘算圆里赐与了鼎力辅助;田中群传授和郑北峰教授等对付此工做提出了可贵看法。研究任务获得科技部973打算(项目批准号:2015CB251102、2012CB932902),国度天然迷信基金(名目同意号:U1305246、21621091、21473147、21533006、21673193)等项目标赞助。

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