在线观看www成人影院-在线观看www日本免费网站-在线观看www视频-在线观看操-欧美18在线-欧美1级

0
  • 聊天消息
  • 系統(tǒng)消息
  • 評(píng)論與回復(fù)
登錄后你可以
  • 下載海量資料
  • 學(xué)習(xí)在線課程
  • 觀看技術(shù)視頻
  • 寫文章/發(fā)帖/加入社區(qū)
會(huì)員中心
創(chuàng)作中心

完善資料讓更多小伙伴認(rèn)識(shí)你,還能領(lǐng)取20積分哦,立即完善>

3天內(nèi)不再提示

多功能高熵合金納米層實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)壽命無(wú)負(fù)極鈉金屬電池

清新電源 ? 來(lái)源:清新電源 ? 2024-12-18 10:29 ? 次閱讀

論文簡(jiǎn)介

本研究報(bào)道了一種新型的無(wú)負(fù)極鈉金屬電池(AFSMBs),通過在商業(yè)鋁箔上構(gòu)建一層由高熵合金(NbMoTaWV)組成的納米層,顯著提高了電池的循環(huán)穩(wěn)定性和鈉金屬的沉積/剝離可逆性。這種高熵合金界面層因其增強(qiáng)的親鈉性、豐富的活性位點(diǎn)以及均勻化的電場(chǎng)分布,有效地降低了鈉成核勢(shì)壘,抑制了鈉枝晶的生長(zhǎng),并實(shí)現(xiàn)了均勻的鈉沉積。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該結(jié)構(gòu)在不對(duì)稱電池中展現(xiàn)出超過1000個(gè)循環(huán)的平均庫(kù)侖效率高達(dá)99.5%,對(duì)稱電池中循環(huán)壽命達(dá)到2500個(gè)周期,且在無(wú)負(fù)極NbMoTaWV@Al||Na3V2(PO4)3全電池中展現(xiàn)出超過300個(gè)循環(huán)的卓越循環(huán)穩(wěn)定性。這項(xiàng)工作為提高AFSMBs的性能提供了一種有效的策略,即利用多功能高熵合金材料調(diào)控集流體的界面特性。

研究背景

鈉金屬電池(SMBs)因鈉金屬具有高豐度、大比容量和低氧化還原電位等吸引人的特性,這使得它們?cè)诟吣芰棵芏群偷统杀倦娀瘜W(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)中具有巨大潛力。然而,SMBs的實(shí)際應(yīng)用受到了不受控制的鈉枝晶生長(zhǎng)和界面副反應(yīng)的嚴(yán)重阻礙,這些問題通常伴隨著“死鈉”的形成和大量活性鈉的消耗,導(dǎo)致電池循環(huán)穩(wěn)定性差,甚至可能帶來(lái)嚴(yán)重的安全隱患。傳統(tǒng)的SMBs使用過量的鈉作為負(fù)極來(lái)補(bǔ)償長(zhǎng)期循環(huán)中活性鈉的損失,這不僅大大降低了電池的能量密度,還增加了成本和加工難度。無(wú)負(fù)極鈉金屬電池(AFSMBs)因此受到關(guān)注,其鈉源僅來(lái)自正極,能夠擴(kuò)展能量密度的上限并降低電池成本。但是,AFSMBs在實(shí)現(xiàn)均勻的鈉電鍍/剝離和高可逆性方面面臨更大的挑戰(zhàn)。為了緩解鈉枝晶生長(zhǎng)問題并提高鈉電鍍/剝離的可逆性,已經(jīng)提出了多種策略,包括調(diào)整電解液配方、隔膜修飾、設(shè)計(jì)固態(tài)電解質(zhì)、構(gòu)建人工界面保護(hù)層、優(yōu)化集流體或3D宿主。盡管這些研究在提高SMBs的電化學(xué)性能方面取得了一些進(jìn)展,但大多數(shù)研究集中在含有過量活性鈉的厚鈉負(fù)極上?;贏FSMBs的研究仍然非常稀缺,但這對(duì)于提高未來(lái)高能量密度和低成本儲(chǔ)能領(lǐng)域的AFSMBs性能至關(guān)重要。在AFSMBs中,像銅或鋁箔這樣的集流體被直接用于鈉電鍍/剝離,其中活性鈉源自正極。因此,這些集流體的性質(zhì)對(duì)鈉沉積行為和AFSMBs的整體電化學(xué)性能有著重大影響。

圖文導(dǎo)讀

圖 1 通過磁控濺射方法在鋁箔上構(gòu)建的高熵合金(HEA, NbMoTaWV)界面層的結(jié)構(gòu)和組成。X射線衍射(XRD)圖譜顯示了NbMoTaWV的特征峰,表明了合金的成功形成。掃描電子顯微鏡(SEM)圖像顯示了NbMoTaWV納米片均勻覆蓋在鋁箔表面。透射電子顯微鏡(TEM)和能量色散X射線光譜(EDS)元素映射進(jìn)一步證實(shí)了界面層的厚度和元素分布的均勻性。

圖 2 描述了NbMoTaWV@Al和鋁箔作為工作電極時(shí)鈉沉積的電壓曲線和成核過電位。通過對(duì)比,NbMoTaWV@Al顯示出更低的鈉成核過電位,表明其在降低異質(zhì)成核障礙方面的優(yōu)勢(shì)。庫(kù)侖效率(CE)測(cè)試結(jié)果表明NbMoTaWV@Al具有更高的鈉電鍍/剝離可逆性和循環(huán)穩(wěn)定性。原位光學(xué)顯微鏡觀察進(jìn)一步直觀展示了NbMoTaWV@Al上均勻的鈉沉積行為,而鋁箔上則形成了鈉枝晶。

圖 3 展示了對(duì)稱電池中NbMoTaWV@Al/Na和Al foil/Na的電壓曲線和倍率性能。NbMoTaWV@Al/Na對(duì)稱電池在不同電流密度下顯示出較小的過電位和穩(wěn)定的循環(huán)性能,而Al foil/Na電池則表現(xiàn)出電壓波動(dòng)和過電位的增加。掃描電子顯微鏡(SEM)圖像顯示了兩種集流體在循環(huán)后的鈉沉積形態(tài),NbMoTaWV@Al保持了平坦和均勻的表面,而Al foil則出現(xiàn)了鈉枝晶和裂紋。

圖 4 通過密度泛函理論(DFT)計(jì)算和COMSOL多物理場(chǎng)模擬,分析了NbMoTaWV@Al集流體調(diào)整鈉沉積行為和增強(qiáng)鈉鍍層/剝離可逆性的機(jī)制。DFT計(jì)算顯示NbMoTaWV對(duì)鈉原子具有更高的親和力,即更高的親鈉性。COMSOL模擬揭示了NbMoTaWV@Al界面層如何通過增加電活性表面積和均勻化電場(chǎng)分布來(lái)降低局部電流密度。

圖 5 展示了NbMoTaWV@Al/Na||NVP和Al foil/Na||NVP全電池的循環(huán)性能和充放電曲線。NbMoTaWV@Al/Na||NVP全電池顯示出卓越的循環(huán)穩(wěn)定性和較高的速率性能,即使在高倍率下也能保持較高的容量保持率。無(wú)負(fù)極的NbMoTaWV@Al||NVP全電池在300個(gè)循環(huán)中顯示出非凡的循環(huán)穩(wěn)定性,而Al foil||NVP無(wú)負(fù)極全電池則迅速失效。這些結(jié)果突出了NbMoTaWV@Al集流體在引導(dǎo)均勻鈉成核、抑制鈉枝晶生長(zhǎng)、增強(qiáng)鈉鍍層/剝離可逆性和提高鈉利用率方面的優(yōu)勢(shì)。

總結(jié)與展望

研究團(tuán)隊(duì)通過在鋁集流體上構(gòu)建一層由高熵合金(NbMoTaWV)組成的薄界面層,可以有效地引導(dǎo)均勻的鈉成核和生長(zhǎng),從而顯著提高無(wú)負(fù)極鈉金屬電池(AFSMBs)的電化學(xué)性能。這種高熵合金界面層增強(qiáng)了集流體的親鈉性,提供了豐富的活性位點(diǎn),有助于促進(jìn)界面離子擴(kuò)散和調(diào)節(jié)均勻的鈉沉積。此外,該界面層中的眾多納米片有助于降低局部電流密度和均勻化電場(chǎng)分布,從而提高了鈉鍍層/剝離的可逆性,減少了成核過電位,并抑制了鈉枝晶的生長(zhǎng)。因此,使用這種高熵合金界面層的對(duì)稱電池展示了低極化電壓和長(zhǎng)循環(huán)壽命,而無(wú)負(fù)極全電池則顯示出卓越的循環(huán)穩(wěn)定性和容量保持率,證明了NbMoTaWV@Al集流體在提高AFSMBs性能方面的有效性。


聲明:本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網(wǎng)站授權(quán)轉(zhuǎn)載。文章觀點(diǎn)僅代表作者本人,不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場(chǎng)。文章及其配圖僅供工程師學(xué)習(xí)之用,如有內(nèi)容侵權(quán)或者其他違規(guī)問題,請(qǐng)聯(lián)系本站處理。 舉報(bào)投訴
  • 電池
    +關(guān)注

    關(guān)注

    84

    文章

    10874

    瀏覽量

    133256

原文標(biāo)題:廣東工大芮先宏&中科大學(xué)余彥AM: 多功能高熵合金納米層實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)壽命無(wú)負(fù)極鈉金屬電池

文章出處:【微信號(hào):清新電源,微信公眾號(hào):清新電源】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。

收藏 人收藏

    評(píng)論

    相關(guān)推薦

    3000次循環(huán)鋰電系統(tǒng):軌衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)15年超長(zhǎng)壽命的秘訣

    重量435kg,占飛艇總重的35%,存在重量龐大、效率低下等問題,但為后續(xù)儲(chǔ)能電池在航空領(lǐng)域的發(fā)展奠定了一定基礎(chǔ)。 ? 到了1973年,美國(guó)航空航天局(NASA)開始對(duì)液流電池進(jìn)行研究,用于月球基地的太陽(yáng)能儲(chǔ)電系統(tǒng)。1974年,NASA科學(xué)家L.H.Thaller以FeC
    的頭像 發(fā)表于 03-14 00:10 ?2697次閱讀
    3000次循環(huán)鋰電系統(tǒng):<b class='flag-5'>高</b>軌衛(wèi)星<b class='flag-5'>實(shí)現(xiàn)</b>15年超<b class='flag-5'>長(zhǎng)壽命</b>的秘訣

    聞泰科技推出智能電池壽命增強(qiáng)器IC

    在物聯(lián)網(wǎng)、智能穿戴、汽車電子等新興產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的背景下,市場(chǎng)對(duì)高性能、長(zhǎng)壽命電池的需求日益旺盛。面對(duì)這一市場(chǎng)需求,聞泰科技半導(dǎo)體業(yè)務(wù)推出了智能電池壽命增強(qiáng)器IC,不僅解決了微型設(shè)備在
    的頭像 發(fā)表于 02-21 18:15 ?579次閱讀

    水系電池金屬負(fù)極腐蝕問題綜述

    離子儲(chǔ)存在陽(yáng)極主體中的“搖椅”式金屬離子電池相比,金屬負(fù)極的使用使AMB具有更高的能量密度。此外,金屬負(fù)
    的頭像 發(fā)表于 02-18 14:37 ?490次閱讀
    水系<b class='flag-5'>電池</b><b class='flag-5'>金屬</b><b class='flag-5'>負(fù)極</b>腐蝕問題綜述

    p-π共軛有機(jī)界面層助力金屬電池穩(wěn)定運(yùn)行

    研究背景 由于天然豐度、電位適中、理論容量(1166 mAh g-1),金屬負(fù)極被認(rèn)為是有前途的下一代可充
    的頭像 發(fā)表于 01-14 10:43 ?435次閱讀
    p-π共軛有機(jī)界面層助力<b class='flag-5'>鈉</b><b class='flag-5'>金屬</b><b class='flag-5'>電池</b>穩(wěn)定運(yùn)行

    篩選理想的預(yù)鋰化正極應(yīng)用于無(wú)負(fù)極金屬電池

    研究背景無(wú)負(fù)極金屬電池(AF-LMBs)在初始組裝過程中移除了負(fù)極側(cè)的鋰,可以實(shí)現(xiàn)電芯層面的能
    的頭像 發(fā)表于 12-24 11:07 ?767次閱讀
    篩選理想的預(yù)鋰化正極應(yīng)用于<b class='flag-5'>無(wú)</b><b class='flag-5'>負(fù)極</b><b class='flag-5'>金屬</b>鋰<b class='flag-5'>電池</b>

    水系電解液寬電壓窗口設(shè)計(jì)助力超長(zhǎng)壽命水系鈉離子電池

    水的分解并拓寬電壓窗口。然而,高濃度電解液會(huì)導(dǎo)致電池的制造成本、較差的離子傳輸性和溫度適應(yīng)性,這與水系電池的設(shè)
    的頭像 發(fā)表于 12-20 10:02 ?1112次閱讀
    水系電解液寬電壓窗口設(shè)計(jì)助力超<b class='flag-5'>長(zhǎng)壽命</b>水系鈉離子<b class='flag-5'>電池</b>

    特種設(shè)備磷酸鐵鋰電池循環(huán)壽命

    特種設(shè)備磷酸鐵鋰電池133-2636-1310的循環(huán)壽命長(zhǎng),具有高安全性、穩(wěn)定性、長(zhǎng)壽命等優(yōu)點(diǎn),在特種設(shè)備領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。為了延長(zhǎng)磷酸鐵鋰
    的頭像 發(fā)表于 12-18 16:48 ?479次閱讀
    特種設(shè)備磷酸鐵鋰<b class='flag-5'>電池</b>循環(huán)<b class='flag-5'>壽命</b>

    電新突破:實(shí)現(xiàn)寬溫長(zhǎng)壽命電池的電解液革新

    ?? 【研究背景】 鈉離子電池(SIBs)因其資源豐富、成本低等優(yōu)勢(shì)成為鋰離子電池的有力替代品。電解液是SIBs的“血液”,對(duì)電池性能如容量、倍率、穩(wěn)定性、高低溫性能和安全性有重大影響。鈉鹽
    的頭像 發(fā)表于 11-28 09:51 ?866次閱讀
    <b class='flag-5'>鈉</b>電新突破:<b class='flag-5'>實(shí)現(xiàn)</b>寬溫<b class='flag-5'>長(zhǎng)壽命</b><b class='flag-5'>電池</b>的電解液革新

    一種新型的金屬電池負(fù)極穩(wěn)定化策略

    金屬電池因其理論能量密度和低氧化還原電位而具有廣泛的應(yīng)用前景。然而,金屬陽(yáng)極與電解液之間不
    的頭像 發(fā)表于 10-28 09:36 ?901次閱讀
    一種新型的<b class='flag-5'>鈉</b><b class='flag-5'>金屬</b><b class='flag-5'>電池</b><b class='flag-5'>負(fù)極</b>穩(wěn)定化策略

    金屬2工藝是什么

    金屬2(M2)工藝與金屬1工藝類似。金屬2工藝是指形成第二
    的頭像 發(fā)表于 10-24 16:02 ?606次閱讀
    <b class='flag-5'>金屬</b><b class='flag-5'>層</b>2工藝是什么

    基于TPS61094的長(zhǎng)壽命、低成本智能電表解決方案

    電子發(fā)燒友網(wǎng)站提供《基于TPS61094的長(zhǎng)壽命、低成本智能電表解決方案.pdf》資料免費(fèi)下載
    發(fā)表于 09-24 10:47 ?13次下載
    基于TPS61094的<b class='flag-5'>長(zhǎng)壽命</b>、低成本智能電表解決方案

    物聯(lián)網(wǎng)中高可靠低功耗長(zhǎng)壽命繼電器方案_固態(tài)繼電器

    長(zhǎng)壽命 無(wú)機(jī)械部件:固態(tài)繼電器采用半導(dǎo)體材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)電磁繼電器的機(jī)械觸點(diǎn),因此沒有機(jī)械磨損和疲勞問題,從而大大提高了其可靠性和使用壽命。這種特性使得固態(tài)繼電器在需要高可靠性和長(zhǎng)壽命的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中尤為適用。 耐環(huán)
    的頭像 發(fā)表于 09-23 15:53 ?867次閱讀
    物聯(lián)網(wǎng)中高可靠低功耗<b class='flag-5'>長(zhǎng)壽命</b>繼電器方案_固態(tài)繼電器

    芯伯樂CP2139直流馬達(dá)驅(qū)動(dòng):高效能、低噪音、長(zhǎng)壽命的理想選擇

    在當(dāng)今科技飛速發(fā)展的時(shí)代,對(duì)直流馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的需求也日益增長(zhǎng)。為了滿足這一市場(chǎng)需求,芯伯樂公司推出了其備受贊譽(yù)的CP2139直流馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。這款產(chǎn)品以其高效能、低噪音和長(zhǎng)壽命的特點(diǎn),成為了眾多行業(yè)領(lǐng)域
    的頭像 發(fā)表于 06-07 16:22 ?717次閱讀

    鋰離子電池的工作原理、特點(diǎn)及應(yīng)用

    鋰離子電池,作為現(xiàn)代高性能電池的代表,自其誕生以來(lái)就受到了廣泛的關(guān)注和應(yīng)用。它以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),如高能量密度、長(zhǎng)壽命、無(wú)記憶效應(yīng)等,迅速占領(lǐng)了電池
    的頭像 發(fā)表于 05-21 16:46 ?4771次閱讀

    用于延長(zhǎng)高壓Ni三元鋰金屬電池壽命的無(wú)氟醚基電解液

    采用富鎳(Ni)層狀氧化物正極搭配金屬鋰(Li)負(fù)極的鋰金屬電池(LMBs)的能量密度有望達(dá)到傳統(tǒng)鋰離子電池的兩倍,因此可極大緩解電動(dòng)汽車的
    的頭像 發(fā)表于 04-30 09:08 ?2212次閱讀
    用于延長(zhǎng)高壓<b class='flag-5'>高</b>Ni三元鋰<b class='flag-5'>金屬</b><b class='flag-5'>電池</b><b class='flag-5'>壽命</b>的無(wú)氟醚基電解液
    主站蜘蛛池模板: 激情综合激情 | 色香欲亚洲天天综合网 | 99r8这里精品热视频免费看 | 色综合视频 | 欧美疯狂爱爱xxxxbbbb | 免费黄色国产视频 | 天天射天天色天天干 | 色多多在线播放 | 成 黄 色 激 情视频网站 | 色播五月婷婷 | 免费福利在线播放 | 亚欧美色| 亚洲午夜精品久久久久久成年 | 免费看国产黄色片 | 国产成人精品1024在线 | 国久久| 成人亚洲欧美在线电影www色 | 91视频精品 | 男人都懂的网址在线看片 | 99久久精品免费看国产免费 | 欧美黑人巨大xxxx猛交 | 四虎国产成人亚洲精品 | 午夜免费体验 | 西西人体www303sw大胆高清 | 黄h视频| 免费在线看a | 新版天堂中文网 | 午夜神马福利 | 欧美日韩国产乱了伦 | 欧美精品啪啪 | 成年人网站在线 | 国产精品久久久久久久久免费观看 | 亚洲爽爽网站 | 日本偷偷操 | 亚洲a成人 | 亚瑟 国产精品 | 午夜爱爱爱爱爽爽爽网站免费 | 日韩伦| 久久久午夜毛片免费 | 国产成人精品日本亚洲直接 | www天堂在线观看 |