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黄富强教授团队AML: 快充电池的阴离子活性综述

时间：2022-10-09 来源：浏览：

黄富强教授团队AML: 快充电池的阴离子活性综述

原创 Energist 能源学人

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微信号 energist

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收录于合集

【文章背景】

近年来，锂离子电池在电动汽车中得到广泛应用。相比于传统燃油车，里程焦虑、充电时间长等问题是阻碍电动汽车发展的主要问题。为了加速电动汽车的广泛使用，对可快速充电电池的需求不断增长，这就要求不断改进负极材料以提供高能量和功率密度。然而，目前主流石墨和锂金属负极在大电流密度下主要受限于由锂电镀引起的容量衰减和安全问题，以及在大电流密度下的缓慢传输动力学。

最近，通过调整共价键键合度来调节电子结构以提高快速充电能力和改变离子嵌入电压抑制金属镀层可快充阳极的出现受到了极大的关注。鉴于此，中国科学院上海硅酸盐研究所、北京大学黄富强课题组在 ACS Materials Letter 上从共价键成键，能带结构的角度，围绕双金属或双阴离子调控，构建阴离子衍生的界面膜和表面取代有序端基基团等方面概述实现可快充电池阳极阴离子活性的调控策略。并针对大电流密度下容量衰减的问题，展望了多元磷化物的阴离子氧化还原过程和转换型阳极的界面能量存储可提供额外的容量弥补大电流密度下的容量衰减。

文献题目为：

Anionic Activity in Fast-Charging Batteries: Recent Advances, Prospects, and Challenges ；

链接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsmaterialslett.2c00810

【文献详情】

图1. 电池储能机理及快充过程负极面临的挑战

图2. 阴离子活性调控的几种策略

图3. 多元阳离子调控

图4. 多元阴离子调控

图5. 阴离子衍生界面膜

图6. 表面有序终端调控

致谢：

感谢中科院硅酸盐研究所刘建军教授和清华大学董岩皓教授对本工作的讨论及评述。此工作献给Prof. Goodenough教授，在其100周年华诞之际，致以崇高的敬意。

团队近期相关工作链接：

阴离子衍生界面膜实现可快充负极：

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.1c10235

可快充双元固溶金属氧化物负极：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.202202026

可快充双金属硫化物负极：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202200863

可快充水基聚合物电容器：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/marc.202200040

大容量转换型负极的界面储锂：

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2022/ee/d2ee00050d

【作者介绍】

黄富强，博雅特聘教授，博士生导师，国家杰出青年基金项目获得者，中国化学会能源化学专业委员会主任，科技部重点领域创新团队负责人，万人计划创新领军人才，国家重点研发计划项目首席科学家；团队年轻学者获得国家优秀青年科学基金、中科院青年创新促进会优秀会员、上海市青年拔尖人才计划、上海市启明星计划等人才项目、国家"博新计划"、中科院超级博士后计划、上海市超级博士后计划等青年人才计划资助，共承担国家NSFC项目20余项目。研究团队在Science, Nat. Catal., Nat. Phys., Nat. Mater., Nat. Commun., Adv. Mater., JACS, Angew. Chem. Int. Ed.,等期刊发表论文600余篇；曾承担国家重点研发计划、十三五重点项目、科技部973和863等重点项目；中国发明专利授权120余项，国外发明专利授权20余项。

课题组主页：

http://www.skl.sic.cas.cn/yjly/nyhj/hfq/sy/

17000次循环后仍保持96.4% CE的超长寿命可充电锌电池

2022-10-08