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苏州纳米所蔺洪振研究员等合作在钠离子电池电解液研究方面取得进展（图）
蔺洪振 钠离子电池 电解液
2024/5/16
钠离子电池因资源丰富、安全性高在新型储能领域应用前景广阔。磷酸盐基钠离子电池是适用于储能应用的高稳定性、高安全性钠离子电池优选技术。其中三氟磷酸钒钠(Na3V2(PO4)2F3,NVPF3)具有高的理论比能量（~507 Wh kg-1，与磷酸铁锂相当），是实现高比能钠离子电池的优选正极材料之一，但NVPF3基钠离子电池循环稳定性较差限制了其实用化。醚类电解液因其低熔点和高电导性等优势成为钠离子电池...
苏州纳米所蔺洪振团队合作AM：原子级串联催化锂金属电池的构筑（图）
蔺洪振 催化 锂金属电池 沉积动力学
2024/5/16
高能量密度锂金属电池（LMB）中往往存在较高的反应和扩散势垒，导致其电化学动力学缓慢，并限制其商业化应用。以转化型锂硫电池为例，锂硫电池正负极电化学过程具有典型的自串联反应特征，包含Li+脱溶剂化到后续的硫物质转化反应或者锂电沉积的反应过程，并形成对应的五种典型的能垒， Li(溶剂)x+去溶剂化、硫物质的氧化和还原、Li+扩散及Li0扩散与成核。在反应过程中，电极/电解液界面处的Li(溶剂)x+首...
随着便携式设备和电动汽车对高体积能量密度的智能可逆储能的需求提升，迫切需要开发经济而安全的可充电电池。与锂硫电池相比，镁硫（Mg-S）电池具有更高的理论体积比能量密度（3221 Wh L-1），且地球中镁金属和硫单质的储量丰富。与锂金属电极相比，金属镁具有更高的安全性，不易形成枝晶。然而，Mg-S电池的发展仍处于早期阶段，受到S/MgS的电子/离子绝缘性质、体积变化大以及可溶性多硫化物（MgSx,...
与插层型锂离子电池（LIB）相比，转换型锂硫（Li-S）电池因为其高理论能量密度（2600 Wh kg-1）而受到越来越多的关注。但是，多硫化物穿梭效应、缓慢的反应动力学和锂金属枝晶生长等问题阻碍了锂硫电池的进一步应用。硫正极的多步转化反应涉及电极/电解质之间一系列Li+的交换，这些反应也亟需克服脱溶剂和电荷载体扩散的能量势垒，这导致了缓慢的转化动力学以及多硫化物中间体的积累。
苏州纳米所蔺洪振团队等AEM：低温锌离子电池的构筑策略、进展与展望（图）
蔺洪振 锌离子电池 电解质界面
2024/1/17
随着新型储能系统的飞速发展，对高能量密度及高安全性电池提出了更苛刻的要求，如在低温工作下的稳定运行。安全、经济高效和可持续的水系锌离子电池，作为大规模储能的理想选择被广泛研究。其中，钒基正极材料具有较高的理论比容量（589 mAh g-1）、可调的层状结构和优异的低温电化学性能，为提高长寿命低温锌离子电池的能量密度提供了关键选择。然而，钒基锌离子电池在低温工作环境的应用仍面临极大挑战。具体而言，大...
苏州纳米所蔺洪振团队等AFM：高体积能量密度铝硫电池的构筑、设计与展望（图）
蔺洪振 铝硫电池 构筑 设计
2023/11/5
铝硫（Al-S）电池由于其高体积能量密度、高安全性、低成本以及Al和S元素的高丰度而被认为是可以满足日益增长储能需求的替代品。然而，铝硫电池仍存在许多挑战，如多硫化物转化动力学缓慢、电解液兼容性差和潜在的铝腐蚀和枝晶形成等问题。当前大多数研究都集中在设计或开发合适的基体材料或优化兼容的电解质上，以寻求高性能的Al-S体系，包括：i) 设计高导电性的基体来提高电极电导率；ii) 开发杂原子掺杂的多孔...
为实现“碳中和、碳达峰”的目标，亟需寻找下一代清洁的高能量密度电池。与石墨负极相比，锂金属负极展现出高理论容量（3860 mA h g-1）和低的电位。然而，金属锂的超高反应活性、固体电解质中间相（SEI）的生成与破裂、锂枝晶的产生，导致了低的库仑效率（CE）低，甚至会导致电池内部短路、过热及起火。在前期研究中，中国科学院苏州纳米所蔺洪振团队等构筑人工SEI层调控Li传输以抑制枝晶的形成（Adv....
实现“碳中和、碳达峰”的目标，亟需寻找下一代清洁的高能量密度电池。与石墨负极相比，锂金属负极展现出高理论容量（3860 mA h g-1）和低的电位。然而，金属锂的超高反应活性、固体电解质中间相（SEI）的生成与破裂、锂枝晶的产生，导致了低的库仑效率（CE）低，甚至会导致电池内部短路、过热及起火。在前期研究中，中国科学院苏州纳米所蔺洪振团队等构筑人工SEI层调控Li传输以抑制枝晶的形成（Adv. ...
太阳能驱动的界面水蒸发具有节能性、水处理成本低等诸多优点，基于光热材料的界面蒸发器通常依靠其自身特殊的多孔结构且比表面积大，能够与水体紧密接触，充分利用太阳能，使其成为研究热点。 此外，对界面蒸发器采用亲水涂层或位点修饰的光热材料，也能调控水的分子状态，提升水蒸气产生与效率。然而，就特定的光热材料和体系而言，水蒸气扩散速率严重受到光热材料中孔隙的变化的影响，分布不均及孔径不一的孔隙结构与蒸发水分子...
2023年来，锂离子电池在技术领域不断突破，能量密度已经接近极限，但仍远远不能满足新能源汽车及其他电子设备对高能量密度储能器件的需求。因此，发展更高能量密度的电池体系是亟需面临解决的难题。锂硫电池理论能量密度高达2600 Wh kg-1，大约是锂离子电池的6倍，在电子产品、动力电池等领域具有广阔的应用前景。但硫正极较低的电导率，缓慢的锂离子传输动力学以及多硫化物的穿梭效应导致了电池容量的快速衰减，...
人们对消费类电子产品、电动汽车和智能电网存储日益增长的依赖和需求刺激了对高能量密度可充电电池需求的增长。锂金属负极因较高的理论比容量被视为高能量密度电池的“圣杯”，具有高能量密度电池的潜力。然而，锂金属负极的大规模商业化仍然受到众多技术挑战的困扰，如：1）金属锂的高反应性，与电解液成分反复相互作用，形成不连续的固体电解质界面（SEI）层，消耗直至耗尽有限的电解液； 2）不均匀沉积导致锂枝晶生长并从...
电动汽车、便携智能电子设备和清洁能源的巨大需求推动了高能量密度电池系统的快速发展。作为众多负极材料之一，锂金属负极具有较高的理论容量和较低的电位(-3.04 V vs. SHE)，可满足高能量密度消费的场景需求。然而，锂沉积过程中随机生长、表面原子扩散缓慢以及不均匀的固体电解质界面相(SEI)导致枝晶的形成和电极粉化，这些问题往往导致锂金属负极的利用率降低并且寿命显著缩短，从而阻碍了锂金属电池的大...
中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所蔺洪振团队合作Nano Lett.：金属单原子催化剂调控锂原子表面扩散动力学实现超高容量无枝晶锂负极（图）
金属单原子催化剂 锂原子表面 扩散动力学 超高容量 无枝晶锂负极
2023/3/22
电动汽车、便携智能电子设备和清洁能源的巨大需求推动了高能量密度电池系统的快速发展。作为众多负极材料之一，锂金属负极具有较高的理论容量和较低的电位(-3.04 V vs. SHE)，可满足高能量密度消费的场景需求。然而，锂沉积过程中随机生长、表面原子扩散缓慢以及不均匀的固体电解质界面相(SEI)导致枝晶的形成和电极粉化，这些问题往往导致锂金属负极的利用率降低并且寿命显著缩短，从而阻碍了锂金属电池的大...
电子设备和电动汽车日益增长的需求激发了人们对获取高能量密度电池的兴趣。锂金属电池(LMBs)具有超高的理论容量(3860mA h g-1)和极低的相对电势(-3.04 V vs. SHE)，将引领下一代可充电电池的发展方向。然而，锂金属表面离子通量分布不均匀、体积变化、固体电解质界面相(SEI)不稳定导致锂枝晶生长不可控，库仑效率且锂利用率较低，甚至存在严重的安全问题。更重要的是，金属锂负极的工业...
