灵活的Li-CO2电池具有增强的反应动力学和循环寿命,可通过异构结构的Mo3N2@TiN阴极和受界面保护的Li阳极
Guicai Qi1,2, Junxiang Zhang1, Jianli Cheng2
1Institute of Fundamental and Frontier Sciences, University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu, 611731, China.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|December 7, 2023
概括
这项研究介绍了一种灵活的纤维状二氧化碳 (Li-CO2) 电池,使用了一种新的Mo3N2阴极和Li3N保护阳极. 该设计增强了先进可穿戴电子产品的能量密度和循环稳定性.
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
- 储能 储能 储能 储能 储能 储能
背景情况:
- 灵活的纤维状二氧化碳 (Li-CO2) 电池为可穿戴电子产品提供高能量密度和碳中和能力.
- 阴极催化剂稳定性和 (Li) 阳极保护方面的挑战阻碍了这些电池的发展.
研究的目的:
- 开发一种稳定,高性能,灵活的纤维状Li-CO2电池.
- 解决与阴极中间稳定和阳极保护有关的问题.
主要方法:
- 使用Mo3N2阴极涂层与原子层沉积TiN的-CO2电池的制造.
- 使用Li3N层保护阳极.
- 电化学特征包括电荷潜力,超潜力,速率能力和循环稳定性.
主要成果:
- 不同结构的阴极通过防止不成比例,稳定了中间产品 (Li2C2O4).
- 3N层促进了+的运输,并防止了-CO2的副作用反应.
- 电池实现了低充电电位 (3.22 V),低超电位 (0.56 V) 和高速率 (1 A g-1).
- 证明了很好的长期循环 (≈2000小时) ≈80%的能源效率和超高能量密度 (14,772.5Wh kg-1基于阴极质量).
结论:
- 开发的灵活纤维状Li-CO2电池表现出卓越的电化学性能和稳定性.
- 创新的阴极和阳极保护策略对于推进灵活的能源存储至关重要.
- 电池显示了集成到下一代可穿戴电子设备的巨大潜力.
