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亚博体育官网—大连化物所提出二维介孔材料保护钠金属电池负极新策略
 时间 : 2022-09-21  

近日,年夜连化物所催化根本国度重点尝试室二维材料化学与能源利用研究组(508组)吴忠帅研究员团队、催化新进程放年夜与开辟研究组(DNL1206)叶茂研究员团队、中国科学手艺年夜学余彦传授团队合作,提出了一种有序介孔聚多巴胺-石墨烯纳米片庇护金属钠策略,取得了高不变、无枝晶的钠金属负极,修建出高机能长轮回钠金属电池。

便携式3C电子产物、电动汽车和智能电网的快速成长刺激了现代社会对低本钱、高能量密度电池的火急需求。金属钠具有理论比容量高(1166mAh/g)、氧化还原电位低(-2.714V vs. SHE)、资本丰硕和价钱低廉等长处,被认为是一种很是有竞争力的高比能钠电池负极材料。可是,其高的反映活性、年夜的体积转变、不不变的固体电解质界面和不成控的枝晶发展,致使钠金属负极面对库伦效力低、轮回机能差和平安风险高的问题。是以,若何经由过程设计公道的功能组分,从化学份子和物理布局程度上调控钠离子的沉积行动,实现平均的钠沉积,耽误其轮回寿命是今朝钠金属电池利用研究的首要瓶颈之一。

比来,该合作团队开辟出一种具有可亚博体育官网界说孔径和片厚的二维介孔聚多巴胺-石墨烯异质布局,操纵聚多巴胺份子中丰硕的亲钠官能团(-OH、C=O和-NH-),二维介孔的钠离子有序通道和缺点石墨烯的平均纳米筛的配合感化,成功修建出多功能的隔阂涂层,从而取得了高不变、无枝晶的钠金属负极。该工作经由过程理论计较和尝试相连系,证实了二维介孔聚多巴胺-石墨烯异质布局可以从化学份子和物理布局程度上调控钠离子的沉积行动,终究可取得库仑效力高、轮回不变性长、倍任性能优良的钠金属负极。以此钠金属负极组装成的全电池表示出显著提高的轮回不变性和倍任性能。该工作为新型二维介孔功能材料的设计与合成,和高能量密度、长轮回寿命金属电池的修建供给了必然的科学根据。

相干功效以“Achieving stable Na metal cycling via polydopamine/multilayer graphene coating of a polypropylene separator”为题,颁发在《天然-通信》(Nature Communications)上。该工作的第一作者是我所508组秦洁琼博士、石浩东博士和DNL1206组黄凯博士。该工作获得了国度重点研发打算、我所科研立异基金、和中国科学院干净能源立异研究院-榆林学院结合基金等项目标帮助。(文/图 秦洁琼、石浩东)

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