超高速 Na/Cl2 电池通过异原子杂的双连续结构碳改进电子和离子运输
Luoxing Xiang1, Qiuchen Xu1, Han Zhang1
1Frontiers Science Center for Transformative Molecules, School of Chemistry and Chemical Engineering, Zhangjiang Institute for Advanced Study, Key Laboratory of Green and High-End Utilization of Salt Lake Resources (Chinese Academy of Sciences), and Shanghai Key Laboratory of Electrical Insulation and Thermal Ageing, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai, 200240, China.
Angewandte Chemie (International ed. in English)
|October 8, 2023
概括
可充电的/ (Na/Cl2) 电池通过使用新型双连续碳立方体实现超高速率. 这一突破克服了缓慢的动力学,使高能量和功率密度可用于可持续的储能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 可持续能源 可持续能源
背景情况:
- 可充电/ (Na/Cl2) 电池提供高能量密度,并利用丰富的元素.
- 目前的局限性包括由于碳纳米圈阴极的运动缓慢而造成的速度性能差.
研究的目的:
- 为超高速率Na/Cl2电池开发一种先进的阴极材料.
- 解决储能器件中能量密度和功率密度之间的权衡问题.
主要方法:
- 制造异原子合的双连续碳立方体体,模仿海绵状的运输.
- 离子和电子运输的表征,以及Cl2吸附/转化动力学.
- 电化学测试用于评估电池性能.
主要成果:
- 实现了16000mAg-1的记录放电电流密度,比之前的报告高出两倍以上.
- 证明了最大可逆容量为2,000 mAh g-1和250个周期的周期寿命.
- 优化了固体-液体-气体接口,以提高反应动力学.
结论:
- 开发的碳立方体阴极解锁了Na/Cl电池中的超高速性能.
- 这种方法提供了一种通用策略,用于增强转换型电池的缓慢动力学.
- 提供了一个新的范式来平衡储能中的高能量和功率密度.


