国产精品一区二区视频-亚洲狠狠爱-久久久久女人精品毛片九一-99资源站-午夜神马福利-极品尤物一区二区三区-羞羞的视频网站-欧美三区四区-污污网站免费-乱色精品无码一区二区国产盗-国产黄色在线看-国产成人亚洲精品-国产欧美一区二区三区四区-一品毛片-凹凸精品熟女在线观看

復旦大學實現智能化鋰氧氣電池正極材料新突破

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2019年11月06日  

在各種儲能和轉換技術中,可充電鋰氧氣電池以其優異的理論能量密度而引起了廣泛關注,其理論能量密度是傳統鋰離子電池的近十倍,非常有希望應用于商業化的電化學儲能設備,從而緩解能源危機和減少環境污染等問題。然而,鋰空氣電池仍然面臨很多的挑戰,包括低于預期的比容量、相當高的過電勢和缺乏循環穩定性等。這也就意味著,引入具有合理結構的正極催化劑材料來促進鋰空氣電池緩慢的電極動力學過程是十分迫切的。常用的高效催化劑有貴金屬及合金、過渡金屬氧化物、鈣鈦礦和金屬氮化物、碳化物等。


其中,過渡金屬氧化物具有成本低、易合成、儲量豐富以及催化活性高等優點,已被廣泛用作鋰氧氣電池的正極材料。而氧化鈰(CeO2)是一種由面心立方晶胞組成的方螢石結構,具有良好的結構穩定性和優異的催化活性。它的電子排布比較獨特,在催化過程中,Ce3+和Ce4+之間容易相互轉化,可以保證充放電反應的持續快速發生。另外,CeO2的結構中存在氧空位缺陷,可以在鋰氧氣電池放電反應中達到氧氣泵的效果,將其用作鋰氧氣電池催化劑從而實現其電化學性能的大幅提升是十分具有發展前景的。因此,利用超組裝合成策略把精準控制的氧化鈰納米晶體與多維多尺度的框架結構相結合,可以實現智能化鋰氧氣電池的新突破。


【成果簡介】


近日,復旦大學孔彪研究員(通訊作者)等在AdvancedEnergyMaterials(IF24.884)期刊上在線發表了題為“InterfacialSuper-AssembledPorousCeO2/CFrameworksFeaturingEfficientandSensitiveDecomposingLi2O2forSmartLi-O2Batteries”的文章。全文提出了關于鋰氧氣電池正極材料的智能化設計理念,首次利用超組裝的多孔CeO2/C框架材料用作正極催化劑,實現了Li2O2薄膜在充放電過程中高效可逆地智能化吸附和分解,從而獲得了鋰氧氣電池穩定的長循環壽命和優異的倍率性能。其中,尺寸為5nm左右的CeO2納米立方體通過超組裝方式進入反蛋白石結構碳框架材料,成功地解決了CeO2的導電性差且在催化氧還原反應時,容易產生過厚的Li2O2薄膜的問題(NanoLett.2016,16,2969-2974)。


另外,精準合成的超組裝CeO2納米立方體,暴露了其催化活性較高的(100)晶面,并且尺寸控制在5nm左右,有利于實現CeO2材料的最佳催化性能。此外,在對放電過程中Li2O2薄膜產生機理的探索中,借助密度泛函理論計算和非原位光電子能譜分析發現,在放電過程中,Li2O2薄膜形成于一種表面成核機制,分為三步:


1.游離氧的吸附


2.氧氣結合一個Li+形成LiO2


3.LiO2再結合一個Li+形成Li2O2。


這種超組裝框架結構用于正極材料的設計理念和對放電產物的機理探討,可以對后續鋰氧氣電池的智能化設計有一定的啟發。


【圖文解讀】


圖一、超組裝CeO2/C框架材料合成過程


圖1.超組裝的CeO2/C框架材料合成示意圖


圖二、超組裝CeO2/C框架材料的形貌表征


(a)反蛋白石結構碳基體的SEM圖像;;(b)超組裝CeO2/C框架材料的TEM圖像;(c)CeO2納米立方體的TEM圖像;(d)CeO2納米立方體的HRTEM圖像


圖三、超組裝CeO2/C框架材料的鋰氧氣電池電化學性能測試


(a)在電流為100mA/g時,超組裝CeO2/C材料和IOC的比容量性能;(b)不同電流密度下的超組裝CeO2/C材料展現的倍率性能;(c)超組裝CeO2/C材料和碳基體的的CV曲線;(d)、(g)CeO2/C正極在電流為100mA/g,容量限制為600mAh/g時測定的循環性能;(f)超組裝CeO2/C正極的電化學性能與文獻的對比;(e)、(h)CeO2/C正極在電流為100mA/g,容量限制為1000mAh/g時測定的循環性能


圖四、超組裝CeO2/C框架材料的電催化機理探索


(a)不同充放電狀態下超組裝CeO2/C框架材料的XRD圖譜;(b)放電之后超組裝CeO2/C框架材料的TEM圖像;(c)放電之后超組裝CeO2/C框架材料的選區電子衍射花樣圖像


圖五、利用DFT模擬探索超組裝CeO2/C正極的放電路徑


(a)CeO2(100)和Li2O2(100)表面的結構示意圖;(b)形成Li2O2的三種不同途徑的勢能圖;(c)計算過程中涉及的CeO2(100)表面的Ce端及其相關吸附物的結構示意圖


【總結】


綜上所述,基于通訊作者孔彪研究員首次提出并命名的超組裝框架材料Super-AssembledFrameworks(SAFs)新概念(SAF-1,NatureChemistry,2016,8,171),并結合前期開發一系列超組裝框架材料研究經驗,本文作者開拓了SAFs在鋰氧氣電池新能源領域的應用,基于超組裝框架組裝機制創新性的設計了一種智能化可逆分解放電產物Li2O2的鋰氧氣電池,充分結合了CeO2的高催化活性和反蛋白石結構碳基體的導電性和穩定性,獲得了卓越的電化學性能,這主要是因為CeO2納米立方體中存在大量的Ce3+,可以促進疏松堆積的Li2O2薄膜的電化學吸附和分解。本課題為解釋放電過程中Li2O2薄膜的產生提供了理論依據,為合理設計和開發高性能的氧化鈰材料用作鋰氧氣電池正極提供了新的研究思路。


相關產品

主站蜘蛛池模板: 人妻熟女一区二区三区app下载 | 在线免费一区 | 欧美精品久久久久 | 亚洲国产美女视频 | 少妇丰满尤物大尺度写真 | 一区二区小视频 | 欧美区视频 | 性按摩玩人妻hd中文字幕 | 欧美黄色录像带 | 美女靠逼app | www在线播放 | 疯狂少妇 | 色播开心网| 日韩av高清在线观看 | 97在线观看 | 男女做爰猛烈吃奶啪啪喷水网站 | 男女做爰猛烈吃奶啪啪喷水网站 | av最新地址 | 日本大乳奶做爰 | 91免费观看视频 | 一级片在线播放 | 中文字幕第一页在线播放 | 欧美一级淫片 | 69er小视频| 黄色avav| 欧美你懂的 | 成年人黄色片网站 | 午夜电影网站 | 久久久夜色 | 亚洲永久精品视频 | 九九色视频 | 久久视频国产 | 久久久久久久艹 | 黄视频网站免费看 | wwwxxx在线播放 | 国产在线精品一区 | 国产成年人 | 欧美一级免费大片 | 夫の上司に犯波多野结衣853 | 麻豆免费看片 | 日韩成人av在线播放 | 小泽玛利亚一区二区三区在线观看 | 免费黄色在线看 | 日本少妇色视频 | 日韩精品少妇 | 美女网站在线免费观看 | 国产一区二区三区在线视频 | 亚洲日本色| 色七七在线 | 四虎视频| 日韩三级黄 | 久久免费公开视频 | 成人做爰69片免费看 | 国产一区色 | 国产一级影片 | 国产视频一区二区三区四区五区 | 日本中文字幕观看 | 你懂的在线视频网站 | 五月婷婷欧美 | 翔田千里一区二区 | 日韩一区二区在线播放 | av黄色在线播放 | 人妖交videohd另类 | 国产精品福利导航 | av网站免费观看 | 先锋影音av中文字幕 | 色图一区 | 成人国产精品久久久网站 | 日韩五十路 | 中文字幕二 | 日韩一区二区视频在线观看 | cao久久| 久久尤物视频 | jizz欧美性23| 小宵虎南在线观看 | 欧美另类高清videos的特点 | 电影《两个尼姑》免费播放 | 在线中文字幕一区二区 | av黄色在线免费观看 | 国产乱强伦一区二区三区 | 五月涩 | 日韩精品久久 | 激情一区二区三区 | 一二三区精品 | 日本少妇bbwbbw精品 | 青青草91 | 青青草五月天 | 另类小说色 | 宅男av在线 | 欧美熟妇另类久久久久久多毛 | 久久91亚洲人成电影网站 | 激情综合亚洲 | 国产精品99久久久久久久久 | 国产一级片播放 | 日韩精品色哟哟 | 亚洲久久久久 | 日本一区二区视频在线播放 | 一区二区三区日本视频 | 中文字幕在线观看你懂的 |