Nanofluidic-enhanced high-mass-loading electrodes for energy-dense and high-rate lithium–sulfur batteries用于能量密集型和高倍率锂硫电池的纳米流体增强型高质量负载电极
Energy & Environmental Science ( IF 30.8 ) Pub Date : 2025-07-25 , DOI: 10.1039/d5ee03001c
南方科技大学机械与能源工程系
具有高面容量的高质量负载硫正极对于开发能量密集型锂硫 （Li-S） 电池至关重要。然而，由于高质量负载硫电极的路径延长和离子-电子转移较差，特别是在高充放电率下，促进高质量负载硫电极中的高效 Li+ 离子和电子传输仍然是一个巨大的挑战。为了解决这个问题，我们开发了一种离子门控涂层，其灵感来自生物体中的纳米流体效应（IGCL-NFE），它增强了 Li+ 扩散系数（D）和转移数（μ+），从而在厚硫电极中实现超快速和选择性的 Li+ 传输。IGCL-NFE 表现出特有的仿生纳米流体离子传输行为，在 10−6 mol L−1 的低锂盐浓度下产生高 μ+（比原体溶液中高约 2.1 倍）和高 D（比原体溶液中高约 10 倍）高 10 倍。IGCL-NFE 增强型硫阴极具有选择性和快速的 Li+ 传导，加上 IGCL-NFE 的高导电性，在 10.0°C 的高速率下表现出卓越的速率性能（300 次循环后为 757.8 mAh g−1）。作为概念验证，锂硫电池采用具有 18.7 mg cm−2 超高硫负载的干电极，可实现令人印象深刻的 430.6 Wh kg−1 能量密度。此外，Li-S 全电池在 100 次循环中表现出稳定的循环性能，即使在-20 °C 下也能保持 1313.9 mAh g-1 的高容量。 受自然启发的纳米流体增强电极设计为开发超高质量负载和高倍率锂-S 电池提供了一种有前途的策略。
#青椒都在红薯地 #硕博科研 #科研绘图 #文献阅读打卡 #锂离子电池 #钠离子电池 #新能源电池 #材料物理与化学 #理论计算 #电化学
Energy & Environmental Science ( IF 30.8 ) Pub Date : 2025-07-25 , DOI: 10.1039/d5ee03001c
南方科技大学机械与能源工程系
具有高面容量的高质量负载硫正极对于开发能量密集型锂硫 （Li-S） 电池至关重要。然而，由于高质量负载硫电极的路径延长和离子-电子转移较差，特别是在高充放电率下，促进高质量负载硫电极中的高效 Li+ 离子和电子传输仍然是一个巨大的挑战。为了解决这个问题，我们开发了一种离子门控涂层，其灵感来自生物体中的纳米流体效应（IGCL-NFE），它增强了 Li+ 扩散系数（D）和转移数（μ+），从而在厚硫电极中实现超快速和选择性的 Li+ 传输。IGCL-NFE 表现出特有的仿生纳米流体离子传输行为，在 10−6 mol L−1 的低锂盐浓度下产生高 μ+（比原体溶液中高约 2.1 倍）和高 D（比原体溶液中高约 10 倍）高 10 倍。IGCL-NFE 增强型硫阴极具有选择性和快速的 Li+ 传导，加上 IGCL-NFE 的高导电性，在 10.0°C 的高速率下表现出卓越的速率性能（300 次循环后为 757.8 mAh g−1）。作为概念验证，锂硫电池采用具有 18.7 mg cm−2 超高硫负载的干电极，可实现令人印象深刻的 430.6 Wh kg−1 能量密度。此外，Li-S 全电池在 100 次循环中表现出稳定的循环性能，即使在-20 °C 下也能保持 1313.9 mAh g-1 的高容量。 受自然启发的纳米流体增强电极设计为开发超高质量负载和高倍率锂-S 电池提供了一种有前途的策略。
#青椒都在红薯地 #硕博科研 #科研绘图 #文献阅读打卡 #锂离子电池 #钠离子电池 #新能源电池 #材料物理与化学 #理论计算 #电化学
