一种具有原子分散的友性位点的多功能保护材料,使长寿命的阳极成为可能

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
• 纳米技术 纳米技术

背景情况:

• 水性金属阳极面临的挑战是寄生虫的副作用反应和树突的形成.
• 碳材料具有导电性和坚固性,但表现出对的恐惧特性,阻碍了离子电池的稳定性.
• 开发保护层对于高性能和持久的阳极至关重要.

研究的目的:

• 为高性能阳极设计和合成一个多功能保护材料.
• 利用碳中的单原子兴奋剂来创建原子分散的友性位点.
• 为了提高电池中阳极的循环稳定性和安全性.

主要方法:

• 密度函数理论 (DFT) 计算以验证材料属性.
• 合成斯木单原子合碳纳米带 (Bi SAs).
• 在对称细胞和全细胞 (Bi SAs@Zn//MnO2) 中进行电化学测试.

主要成果:

• DFT计算证实了增强的友性和抑制的进化与Bi doping.
• 双 SAs@Zn 阳极表现出异常的循环稳定性:在 5 mA cm−2 时超过 4200 h,在 20 mA cm−2.2 时超过 600 h.
• Bi SAs@Zn//MnO2全电池实现了1000个循环,在1 A g-1.1时保持了95.58%的容量.

结论:

• 双单原子合碳纳米带有效稳定阳极.
• 该材料的性,疏水性和离子导电性有助于提高电池性能.
• 这一战略为开发先进的水性离子电池提供了一个有希望的途径.