单原子工程用于协同核和界面调节,使耐用无阳极金属电池成为可能
Shenghui Zhou1, Zhefei Sun1, Jiaming Zhang1
1State Key Laboratory of Physical Chemistry of Solid Surfaces, College of Materials, Xiamen University, Xiamen, 361005, China.
Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
|November 13, 2025
概括
研究人员开发了一种新的金属宿主,使用单个 bismuth 原子来稳定无阳极金属电池 (AFSMB). 这一策略通过控制涂层和固体电解质相间形成来提高电池的稳定性和能量密度.
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:
- 没有阳极的金属电池 (AFSMB) 提供高能量密度和低成本,但患有树突增长和不稳定的固体电解质介相 (SEI).
- 开发稳定的金属宿主对于实际的AFSMB应用至关重要.
研究的目的:
- 为AFSMBs设计一个强大的和可逆的金属宿主.
- 通过控制核和SEI形成,提高AFSMBs的稳定性和库伦比效率.
主要方法:
- 一种新材料 (Bi-N3S1@CT) 的合成,该材料由单个在碳管上协调的石原子组成.
- 对称细胞和无阳极袋细胞的电化学测试.
- 理论计算和实验分析以了解SEI形成和的行为.
主要成果:
- Bi-N3S1@CT宿主表现出高度可逆的涂/剥离,在900个循环中平均Coulombic效率为99.6%.
- 在对称细胞中达到1000小时的长期稳定性.
- 没有阳极的囊细胞显示出良好的循环性和速率能力.
结论:
- 使用单个石原子对性和SEI工程的原子级调节是提高AFSMB性能的一个有希望的策略.
- 开发的材料显著提高了AFSMBs的稳定性和能量密度.


