锂硫电池电解液多功能添加剂:作用机制及先进表征

锂硫电池作为一种新型清洁能源存储转化装置具有高理论比容量、环境友好等优点,是现如今储能领域中的重点研究对象。但电池充放电时氧化还原反应动力学缓慢及长链多硫化锂的穿梭效应影响电池循环寿命。电解液是锂硫电池的重要组成部分,在充放电过程中肩负着离子转移和电子传递的作用。近年来,锂硫电池多功能电解液添加剂的研究脱颖而出,在电解液中引入添加剂可实现催化多硫化锂转化反应、保护金属锂、调控界面等功能。本文通过对近期相关文献的探讨,综述了利用电解液添加剂提升电池充放电反应动力学和抑制多硫化物穿梭效应的策略,着重介绍了无机共盐、有机含硫、有机含氟、有机含硒/碲添加剂,重点分析了上述添加剂对多硫化物调控的作用机制。在探究电池内部的反应机理方面,介绍了多种具有实时性和精准性的原位表征仪器在锂硫电池中的应用。综合分析了锂硫电池电解液多功能添加剂的研究进展,针对多种类型添加剂的作用机制进行讨论;指出原位表征技术对揭示催化机理和设计功能添加剂的指导作用,并对锂硫电池电解液添加剂未来发展方向进行展望。

过渡金属硒化物用作锂硫电池正极材料的进展

锂硫电池以地球中储量丰富的硫为正极,是目前研究最为广泛的电池之一。然而,锂硫电池充放电反应过程中的体积膨胀,多硫化物的穿梭效应以及金属锂腐蚀等问题严重阻碍了其商业应用。在过渡金属基材料中,过渡金属硒化物因具有良好的导电性、催化性、亲锂性和亲硫性,已成为研究热点,有望成为新型锂硫电池的高效催化剂。但这些过渡金属硒化物与多硫化锂的作用有限,仍需进一步明确其作用机理,以期实现锂硫电池最优的电池性能。

闪锌矿结构的硫化锌修饰隔膜在锂硫电池中的应用

锂硫电池作为新一代锂二次电池拥有更为广阔的发展前景,但其本身也存在一定缺陷。例如,发生在锂硫电池内部的穿梭效应,严重影响了电池的电化学性能。采取适用于工业化生产的简单方法,一步固相法合成硫化锌(ZnS),将其用于隔膜的表面修饰。结果表明,合成的ZnS是闪锌矿结构,具有不规则的块体形貌,将其涂布在隔膜正极侧表面能够有效抑制锂硫电池的穿梭效应,改善电化学循环寿命,0.1C下首次放电比容量为1090mAh/g, 1C倍率下为600mAh/g,在0.5C下,可以稳定循环1000圈,平均每圈衰减率仅为0.057%。

稀土基氧化物忆阻器的研究进展

忆阻器是一种将电荷和磁通量关联起来的电路学基本元器件,在量纲上它与电阻相同,表现为随电压电流变换的非线性电阻变换行为。作为一种新型的非易失性存储器件,忆阻器具有结构简单、存储密度高和能够模拟生物神经突触等特性。因其独特的“记忆特性”,在阻变存储器、人工神经网络和非线性运算电路设计等领域被广泛的研究。其中,稀土基氧化物忆阻器因其更加稳定的性能和多元的应用前景,成为忆阻器研究关注的热门材料。但目前对于稀土氧化物材料,尤其对重稀土元素并没有较为全面的总结和归纳。因此,文章从忆阻器的结构、组成和电阻转换机理进行了论述。以元素为分类标准,系统地梳理从Y元素到Lu元素,国内外每种稀土氧化物以及稀土掺杂氧化物忆阻器在阻变存储器,人工神经网络等方面应用的重点工作。最后,对目前稀土基忆阻器研究遇到的问题和挑战进行了分析,总结了稀土基氧化物忆阻器优缺点,提出了目前可行的方法,并展望了发展趋势和应用潜力。

新型中熵钼酸盐(MnCoNiCu)MoO_(4)作为超级电容器电极的研究

通过简单的高温固相法制备了(MnCoNiCu)MoO_(4)中熵钼酸盐,对其微观形貌、晶体结构和化学组成进行了深入研究。将其作为超级电容器电极材料,进行了相关电化学性能测试。测试结果表明,在1 A/g的电流密度下,(MnCoNiCu)MoO_(4)中熵钼酸盐的比电容值为438.3 F/g;在15 A/g的电流密度下,经过10000次循环充放电,初始比电容保持率为83.3%。证明了(MnCoNiCu)MoO_(4)中熵钼酸盐材料在超级电容器中的潜在应用。