删除或更新信息,请邮件至freekaoyan#163.com(#换成@)

我所发现内共生氮化锂/纤维素层可延长锂金属负极循环寿命

本站小编 Free考研考试/2021-12-19

近日,我所储能技术研究部(DNL17)李先锋研究员、张洪章研究员带领的研究团队,在具有长循环寿命的锂金属电池研究方面取得新进展。
  锂金属具有理论容量密度高(3860 mAh/g)、电化学电势低(-3.040 V vs. SHE)等特点,是理想的高能量密度电池负极。然而锂金属活性高,容易与传统电解质发生不可控的副反应,形成固态电解质界面层(SEI)的化学和机械稳定性较差:一方面,循环过程中SEI的反复破裂会加速死锂的形成和不可逆的活性锂/电解质损失;另一方面,溶剂诱导形成的SEI机械性能较差,不足以抑制锂枝晶的生长,导致枝晶刺穿隔膜造成电池短路。

  本工作中,该团队在电解液中引入一种新型添加剂——硝化纤维素,构建内共生的氮化锂/纤维素双层SEI(ES-DSEI),并用于锂金属电池中。ES-DSEI在用于锂金属保护中具有独特的优势:硝化纤维素会优先与锂反应,一步实现在锂表面构建聚合物/无机层;外层的柔性聚合物层能够适应锂金属在循环过程中的体积变化,其强粘附性还能抑制内层无机物的剥离;内层的无机层具有机械强度高的特点,可以抑制枝晶的生长,且晶型的氧化锂和氮化锂层也有利于锂离子传输。该团队利用密度泛函理论模拟计算证明,相较于锂盐阴离子和溶剂,硝化纤维素具有更低的最低未占据分子轨道(LUMO)能量。此外,硝化纤维素的硝基基团更易于与金属锂反应,在近锂内层形成LiNO2等无机物种,而其主链则靠Li-O键紧密吸附在远锂外层。与未添加硝化纤维素的电解液相比,锂负极在含有硝化纤维素为添加剂的电解液中循环寿命提高了一倍。该工作为长寿命锂金属负极的设计提供了新思路。
  相关研究以题为“Endogenous Symbiotic Li3N / Cellulose Skin to Extend the Cycle Life of Lithium Anode”发表在《德国应用化学》(Angew. Chem. Int. Ed.)上。该工作的第一作者是我所DNL1701组2017级博士研究生罗洋。上述研究工作得到国家自然科学基金、国家重点研发项目、中科院青年创新促进会等项目的资助。(文/图 罗洋)
  文章链接:https://doi.org/10.1002/anie.202017281
相关话题/金属 负极 氮化 纤维素 寿命

  • 领限时大额优惠券,享本站正版考研考试资料!
    大额优惠券
    优惠券领取后72小时内有效,10万种最新考研考试考证类电子打印资料任你选。涵盖全国500余所院校考研专业课、200多种职业资格考试、1100多种经典教材,产品类型包含电子书、题库、全套资料以及视频,无论您是考研复习、考证刷题,还是考前冲刺等,不同类型的产品可满足您学习上的不同需求。 ...
    本站小编 Free壹佰分学习网 2022-09-19
  • 我所验证三环金属杂螺芳香化合物的芳香性
    近日,我所生物无机催化研究组(507组)叶生发研究员团队与与北京大学博雅讲席教授席振峰院士、张文雄教授研究团队合作,成功制备了新型金属杂螺芳香化合物,并对其电子结构进行了深入研究。  螺芳香性最早是用于描述具有跨环超共轭作用的有机螺环化合物,其中作为螺原子的sp3碳原子不参与共轭。2002年,Rze ...
    本站小编 Free考研考试 2021-12-19
  • 我所实现低温、高效、长寿命二氧化碳催化加氢制甲醇
    近日,我所催化基础国家重点实验室二维材料与能源小分子转化创新特区研究组(05T6组)邓德会研究员团队与厦门大学王野教授团队合作,在二氧化碳(CO2)催化加氢制甲醇研究中取得重要进展,首次利用富含硫空位的少层二硫化钼(MoS2)催化剂实现了低温、高效、长寿命催化CO2加氢制甲醇,其活性与选择性均显著优 ...
    本站小编 Free考研考试 2021-12-19
  • 我所发现氧吸附诱导金属态银原子级分散新机制
    近日,我所催化基础国家重点实验室傅强研究员和包信和院士团队与我所催化与新材料研究室杨冰副研究员、上海高等研究院高嶷研究员合作,在反应气氛诱导金属催化剂动态分散的原位表面研究中取得新进展,发现并提出氧吸附诱导金属态银(Ag)原子级分散新机制。  氧化分散(Oxidativedispersion)在多相 ...
    本站小编 Free考研考试 2021-12-19
  • 我所发现金属与惰性非氧化物载体之间的金属—载体强相互作用
    近日,我所催化基础国家重点实验室傅强研究员和包信和院士团队在金属与载体界面催化研究方面取得新进展。该团队发现了过渡金属催化剂与惰性的六方氮化硼(h-BN)载体之间存在经典的金属—载体强相互作用(StrongMetal-SupportInteraction,SMSI)。  金属—载体强相互作用是多相催 ...
    本站小编 Free考研考试 2021-12-19
  • 我所提出提升高比功率锂离子电池负极材料性能的新策略
    近日,我所储能技术研究部(DNL17)李先锋研究员、张华民研究员、张洪章研究员团队与燕山大学唐永福副教授团队合作,在高比功率锂离子电池负极材料的研究方面取得新进展。  五氧化二铌具有较高的比容量和较高的锂离子体相扩散系数,可作为高比功率锂离子电池的负极材料,以满足快速充电和快速放电的技术发展需求。其 ...
    本站小编 Free考研考试 2021-12-19
  • 我所发表二维材料MXene基金属离子电池研究进展综述
    近日,我所二维材料与能源器件研究组(DNL21T3)吴忠帅研究员团队应邀发表了题为“二维材料MXene基高性能金属离子电池的研究进展和前景”(RecentAdvancesandPromiseofMXenebasedNanostructuresforHigh-PerformanceMetalIonBa ...
    本站小编 Free考研考试 2021-12-19
  • 我所验证镍杂二茂铁芳香性来自金属中心到配体的电子反馈
    近日,我所催化基础国家重点实验室生物无机催化研究组(507组)叶生发研究员团队与北京大学席振峰教授和张文雄教授研究团队、中国科学院上海有机化学研究所邓亮研究员合作,成功制备了镍杂二茂铁,并通过单晶X射线衍射与多种光谱学方法,以及理论计算对其进行了详细地表征。研究表明与二茂铁和主族金属杂二茂铁不同,镍 ...
    本站小编 Free考研考试 2021-12-19
  • 西安稀有金属材料研究院有限公司与我校共建研究生联合培养基地
    11月25日,西安稀有金属材料研究院有限公司副院长张于胜教授一行来我校洽谈共建材料工程专业学位研究生联合培养实践基地和产学研合作。我校副校长张广安接见了来访客人,材料科学与工程学院副院长伍复发和副院长李强参加了座谈。副校长张广安代表学校对西安稀有金属材料研究院有限公司的来访表示欢迎,并介绍了辽宁工业 ...
    本站小编 Free考研考试 2021-12-19
  • 铁氮化合物的高压反常物性以及新相
    由于铁氮化合物中γˊ-Fe4N的优异的磁性能和化学稳定性受到研究人员的广泛关注。γˊ-Fe4N具有立方结构,由于γ-Fe的面心处的6个Fe构成的8面体间隙(γ-Fe的体心处)N原子的溶入,使得面心立方的γ-Fe的晶格常数膨胀了,其空间群为。ZhangWenxu等人研究了γ-Fe中磁矩诱导声子的工作, ...
    本站小编 Free考研考试 2021-12-19
  • 沈阳自动化所金属零件增材制造及修复研究取得进展
    近日,中国科学院沈阳自动化研究所在高性能金属零件增材制造及修复领域取得新进展,提出了异质材料\工艺界面梯度缓冲层设计方法,并成功应用于大尺寸镜面模具增材制造。  高性能模具在航空航天、轨道交通等应用广泛,其制造难点包含:模具钢的品质、曲面精度、表面质量、性能稳定性等。因而对制造工艺、设备自动化、成形 ...
    本站小编 Free考研考试 2021-12-19