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金属所高性能锂硫电池用多组元复合电极材料研究获进展

硫作为正极材料,具有较高的理论比容量(比现有商用正极材料的容量高出一个数量级),同时还具有成本低廉、储量丰富和环境友好等优点,因而锂硫电池被认为是电化学储能中最有前景的新一代电池之一。但是锂硫电池在走向实际应用过程中,仍有许多问题亟待解决,如硫和放电产物硫化锂的低电导率、在充放电过程中形成的可溶性多硫化物在正负极间的穿梭效应等,会显著影响电池的倍率性能和循环寿命。为了解决这些问题,可通过在电极材料中,引入客体材料(如碳材料、金属氧化物和氮化物等)形成多组元复合电极,利用客体材料的高导电性和对多硫化物的吸附、限制作用来抑制穿梭效应,从而提高锂硫电池性能。 近期,中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家(联合)实验室先进炭材料研究部储能材料与器件研究组在高性能多组元复合硫电极材料方面开展了系列研究工作。他们首先采用密度泛函理论计算,以氮掺杂石墨烯作为模型,发现在不同的氮掺杂形式中吡啶氮的团簇能够较强地吸附多硫化物分子,并提出了组元......阅读全文

关于发表纳米反应器用于金属硫族电池的研究

  近日,我所催化基础国家重点实验室微纳米反应器与反应工程学研究组(05T7组)刘健研究员团队、二维材料化学与能源应用研究组(508组)吴忠帅研究员团队,和天津大学梁骥教授研究团队联合发表题为“Engineering Nanoreactors for Metal-Chalcogen Batterie

清华大学张强课题组锂金属负极研究系列进展!

  随着电动汽车、便携式电子器件、智能手机、电动工具等的快速发展与广泛应用,发展高能量密度的二次电池成为了当前社会的热点需求之一。锂金属负极由于拥有高理论比容量(3860 mAh g-1)和低电极电位(相对标准氢电极-3.040 V)方面的优势,是下一代高比能电池负极材料的理想选择之一。但是,锂金属

苏州纳米所硫化锂电池原位电镜表征等研究获进展

  随着社会和科技的发展,人类对电化学储能技术的需求日益增加,新兴储能系统——锂硫电池具有理论容量高、成本低、环境友好等优点,备受国内外研究者的关注。而研发高容量锂硫电池正极材料,对推动新能源动力汽车、便携式电子设备等领域的发展至关重要。  硫化锂(Li2S)材料理论容量高达1166 mA h g-

传统锂电池技术接近瓶颈 电池技术突破指日可待

  近些年来,研究人员努力提高锂电池的能量密度(电量体积容量比)、价值、安全性、环境影响以及试用寿命,并在设计全新类型的电池。图片来源于网络  不久前,中国科学家开发出一种可在零下70摄氏度使用的锂电池,未来有望在地球极寒地区,甚至外太空使用。  据研究人员称,这种新电池使用的材料成本不高,还环保,

超全面锂电材料常用表征技术及经典应用

  在锂离子电池发展的过程当中,我们希望获得大量有用的信息来帮助我们对材料和器件进行数据分析,以得知其各方面的性能。目前,锂离子电池材料和器件常用到的研究方法主要有表征方法和电化学测量。  电化学测试主要分为三个部分:(1)充放电测试,主要看电池充放电性能和倍率等;(2)循环伏安,主要是看电池的充放

北京大学潘锋教授课题组在锂电池​研究领域取得进展

  近期,北京大学深圳研究生院新材料学院潘锋教授课题组在锂电池、钠离子电池等电池材料研究领域取得系列进展。  1、与华科合作在Cell子刊发表新一代锂电池从基础到产业化综述与展望文章  随着5G、可穿戴电子、电动车和大规模储能的发展,对锂电池的性能提出更高的要求,需要发展新一代锂电池。锂电池(属于碱

后锂电池时代的新技术

  【前言】  新能源储能领域在最近20 年得到了快速的发展,从大的发电站储能,新能源电动车,到相对较小的便携式电子设备,和医用小心电子设备都具有广泛的应用。自从1991年锂电池第一次被商业化成功后,它就开启了主导储能市场之路。由于庞大和快速扩大的市场以及它本身的一些缺陷,锂电池的进一步发展也遇到一

宁波材料所合成出前过渡族金属碳化物二维纳米晶体材料

  近日,中国科学院宁波材料技术与工程研究所特种纤维与核能材料工程实验室合成出全新的前过渡金属碳化物二维纳米单晶材料。该工作被国际期刊Angewandte Chemie-International Edition 作为VIP(very important paper, top 5%)文章在线发表(D

从材料结构入手提高电池能效

显微图片显示,具有纳米结构的粉状材料(右图)可以增强导电性。 计算机模拟的“硅BC8”纳米粒子结构。     随着技术的不断革新,人们对电池这种必需品提出了更高的要求。储能电池要更加安全、更加廉价、更大的储能空间,太阳能电池则需要更高的转

纳米技术广泛应用于能源创新

能量小球:透射电子显微镜拍摄的氧化钛(浅色)和硫(深色)的纳米结构。 对水泥纳米性质的了解可以改进水泥制作工艺,减少二氧化碳排放。 纳米级发电机:用摩擦和静电来获得电能。   自从1990年纳米科学技术正式诞生以来,这项将微观领域操作到0.1~100nm的高新技术在材料学、动力学、生物医药学和

高能动力电池是怎样炼成的

  中国科学院院士欧阳明高在学术会议上表示,我国400瓦时/公斤的单体电池有望在2025年实现产业化,这一时间表引起行业热议,目前特斯拉最新动力电池20700高性能钴酸锂电池能量为333瓦时/公斤,这意味着我国在动力电池领域有望从“跟跑”变“领跑”。  被欧阳明高点名的科研项目获得了国家重点研发计划

击败石墨烯 新材料之王将易主?

  2019年的Nature、Nature Chemistry、JACS等顶刊中,新型纳米材料表现优异,其中金属有机骨架材料(MOF)、石墨炔(GDY)、金属碳化物/氮化物(MXene)和黑磷(BP)材料作为当中的佼佼者,得到了越来越多的关注。  翻红明星  MOF  MOF是Metal Organ

青岛能源所在石墨炔基高效储钠电极材料研究中取得进展

  石墨炔材料是一种唯一能通过低温、常压下合成,同时含有sp和sp2两种杂化形式碳的二维平面全碳材料,是中国科学家在国际上引领的新的研究领域,具有中国知识产权。目前石墨炔已实现了样品的快速宏量制备,及百平方厘米大面积、高质量薄膜的可控制备(图1)。石墨炔具有大共轭体系、优异的导电性能、及优良的化学稳

JACS/Angew/AM 11篇,赵东元、彭笑刚、楼雄文、张强等成果速递

  1. JACS:用于检测癌细胞和肿瘤中溶酶体甲醛含量的双“锁钥”钌复合探针  生物医学研究表明,过量的甲醛生成是造成组织癌变、癌症进展和转移的关键因素之一。响应性分子探针可以检测活细胞和肿瘤中溶酶体内的甲醛,并对药物引发的甲醛清除过程进行监测,这也有助于未来的癌症诊断和治疗监测。  大连理工大学

枝晶消除剂——”新型电解质“带着电池一起飞

  太平洋西北国家实验室的物理学家Jason Zhang和他的同事们开发出一种新型电解质,使锂硫,锂金属和锂空电池的效率工作达到99%,同时具有高电流密度,且不会生长使充电电池短路的锂枝晶。  图片展示的是两幅扫描电子显微镜图像:a、说明传统的电解质如何造成枝晶生长;b、PNNL研发的新型电解质,生

大连化物所燃料电池催化剂的贵金属替代研究取得突破

  将氢气直接高效转化为可广泛应用的电能,同时产生对人类生存环境友好的水分子,是未来先进可持续能源体系发展的重要目标。为了实现这一目标,作为重要能量转换装置的质子交换膜燃料电池将会发挥不可替代的作用,相关研究和开发受到了越来越高度的重视。然而,该类燃料电池中用于将空气中氧分子高效还原

硅酸盐所锂空气电池电极材料的设计和机理研究获进展

  锂空气二次电池因具有超高的理论比能量而成为国际上的研究与开发热点,然而由于其正极复杂的气-液-固共存的三相结构,及其在循环稳定性、能量效率等方面所存在的问题,其实际应用仍然面临很大的挑战,开发高效的空气电极催化剂等材料十分迫切。近日,中国科学院上海硅酸盐研究所研究员温兆银带领的团队在锂空气电池电

师昌绪 徐坚:材料科学成为人类进步的强大“引擎”

  自1991年碳纳米管(CNT)被日本学者Iijima发现以来,由于碳纳米管具有许多异常的力学、电学和化学性能,始终是材料研究的热点,2009年碳纳米管物理性质研究,如载流能力得到翻倍,同时在医学、能源等领域应用研究不断拓展,制备和产业化研究也取得了新进展。美国麻省理工学院研究表明,可以在无金

上海硅酸盐所在高性能锂氧气电池研究中取得进展

  锂金属具有极高的理论比容量和金属电极中最低的氧化还原电位,在锂氧气、锂硫、固态锂金属电池等高比能储能体系中得到了广泛的研究。目前,在锂金属面临的一些主要挑战中,稳定的固体电解质界面膜(SEI)的生成以及无枝晶的锂沉积在其中占据了主要地位。SEI膜的组分是决定锂金属负极稳定性的关键因素。因此,需要

李玉良、张跃、崔屹、陆俊、李先锋等成果速递20200207

  1. Nature Nano.:波导集成型范德华异质结光电探测器,在通讯频段下高速高响应性工作  由于具有独特的材料性质和强烈的物质-光相互作用,过渡金属硫族化合物(TMDCs)被广泛用于构建新型光电器件。其中,响应大且速度快的光电探测器具有广阔的应用领域,例如在标准通讯波段运行的高速率传输互连

《新材料产业“十二五”发展规划》发布

  (三)先进高分子材料   特种橡胶。自主研发和技术引进并举,走精细化、系列化路线,大力开发新产品、新牌号,改善产品质量,努力扩大规模,力争到2015年国内市场满足率超过70%。扩大丁基橡胶(IIR)、丁腈橡胶(NBR)、乙丙橡胶(EPR)、异戊橡胶(IR)、聚氨酯橡胶、氟橡胶及相关弹性体等生产

盘点十大最具潜力新材料:石墨烯颠覆世界

  《新材料产业“十二五”规划》为许多的材料在中国未来的发展指明了方向,理财周报本期将沉淀前段时间一直以来材料科学的调查研究精华,为跨越三个阶段的新材料研究列出期终榜单。  本期梳理的十大未来最具潜力的材料,包括:石墨烯、碳纤维、轻型合金、碳纳米管、超导材料、半导体材料、功能薄膜、智能材料、生物材料

2013年世界科技发展回顾:能源环保篇

  美 国   最大载人太阳能飞机横穿美国,太阳能电池光电转化率攀高,低温制造晶体硅,研制可拉伸或折叠电池,新催化剂让制氢过程排放近零。   5月3日,世界最大载人太阳能飞机“太阳驱动”号从旧金山升空后于7月6日抵达纽约,完成横穿美国飞行。   6月,莱斯大学和宾夕法尼亚州立大学研制出一款基于

2018年中国科学院青年科学家奖获奖候选人揭晓

  今天,中国科学院人事局正式公示了2018年度中国科学院青年科学家奖获奖候选人,共有10位青年学者入选。  10位青年学者来自中国科学院各大研究所和中国科学技术大学,基本都在各自领域取得突出成果,多位学者获国家杰出青年基金项目。10位杰出青年学者名单如下:鄢社锋  鄢社锋,中国科学院大学教授、博士

苏州纳米所高性能锂二次电池研究获进展

  随着电动汽车和移动电子产品的发展,社会对能源存储与转化提出更高要求,继锂离子电池之后,可充电电池的高能量密度、高倍率充放电、高循环稳定性成为需求。锂硫电池凭借其高能量密度(2600 Whkg-1)、经济环保等优势成为下一代储能体系的候选者。然而,如单质硫与硫化锂的不导电性、多硫化锂中间产物的穿梭

姚建年院士:中国化学给世界带来诸多惊喜

       国家自然科学基金委员会副主任 中国化学会理事长 中国科学院院士 姚建年  改革开放30年来,与国内各行各业一样,我国的化学科学研究获得了全方位发展,步入了高速发展时期,无论在基础、应用基础研究还是成果转化、实现产业化

北京科委发布2020第二季度项目立项清单,共1.56亿元

2020年度市科委第二季度项目(课题)验收公开清单 #aabbccdd2 td{border:1px solid #666666;} #aabbccdd2{border:1px solid #666666}

电化学腐蚀与化学腐蚀的区别(二)

v全面腐蚀:是用来描述在整个合金表面上以比较均勺的方式所发生的腐蚀现象的术语。当发生全面腐蚀时,村料由于腐蚀而逐渐变薄,甚至材料腐蚀失效。不锈钢在强酸和强碱中可能呈现全面腐蚀。全面腐蚀所引起的失效问题并不怎么令人担心,因为,这种腐蚀通常可以通过简单的浸泡试验或查阅腐蚀方面的文献资料而预测它。&nbs

微库仑法测定轻质液态石油烃中痕硫量的试验方法

适用范围1.1该方法适用于沸点介于26℃ 至274℃(80 至525°F), 含硫量介于3.0至100ppm(μg/g)的轻质液态石油烃中硫含量的测定。1.2 该方法可扩展到通过适当稀释,测定较高含硫浓度的液体物质中的硫含量。1.3 的单位是微克/克

大连化物所等研制出用于Li-Se电池正极材料的反应器

  近日,中国科学院大连化学物理研究所研究员刘健团队与中国科学技术大学教授宋礼、悉尼科技大学副教授刘浩及教授汪国秀团队合作,制备出N掺杂空心多孔碳负载Co单原子纳米反应器(CoSA-HC)。该反应器作为锂-硒电池正极,表现出较高的放电容量、较好的倍率性能和循环稳定性,其库仑效率接近100%,为金属-