通过混合共价有机框架和MXene涂层设计性金属表面
Osman Goni Shovon1, Francis En Yoong Wong1, Junjie Niu1
1Department of Materials Science and Engineering, CEAS, University of Wisconsin-Milwaukee Milwaukee, Wisconsin, 53211, USA.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|April 30, 2025
概括
在金属阳极上使用共价有机框架 (COF-1) 和MXene的新混合涂层提高了电池的安全性和能量密度. 这种COF-MXene-Li阳极可以防止树突,提高电池性能和寿命.
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:
- 对安全,高能量密度电池的高需求需要可靠的金属阳极.
- 在金属和固态电池中,树石的形成仍然是一个关键的挑战.
研究的目的:
- 设计一种性金属表面,使用二维混合涂层来提高电池性能.
- 为了研究新型COF-MXene-Li阳极的树抑制能力.
主要方法:
- 在金属上制造2D混合涂层,包括共价有机框架 (COF-1) 和MXene.
- 使用LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2 (NMC811) 阴极对硬币电池进行电化学测试.
- 评估1.0 Ah囊细胞与LiNi0.8Co0.15Al0.05O2 (NCA) 和1.6 Ah囊细胞与NMC811.11的对比.
主要成果:
- 该COF-MXene-Li阳极表现出优异的离子调节和均质核化,防止了树岩的形成.
- 硬币电池在400个循环后,与纯金属相比,容量保留率高出17%.
- 袋式电池在250个循环后实现了超过81.4%的容量保留和99.96%的库伦比效率 (CE).
- 组装的袋式电池达到高达366.7Wh kg-1.1的能量密度.
结论:
- COF-MXene-Li混合涂层有效地提高了金属阳极的稳定性和性能.
- 这种先进的阳极设计显示了大能量密度电池应用的巨大潜力.
- 在袋式电池中提高循环稳定性凸显了这项技术的实际可行性.
更多相关视频
06:53Author Spotlight: Magnetometric Characterization of Intermediates in the Solid-State Electrochemistry of Redox-Active Metal-Organic Frameworks
Published on: June 9, 2023
1.9K
07:45Electrophoretic Crystallization of Ultrathin High-performance Metal-organic Framework Membranes
Published on: August 16, 2018
9.9K
