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        每天5分鐘,碎片時間追頂刊

        昨天 ? 2020年5月22日 ? 星期五
        下午2:30

        最新Science:排列的高密度半導體碳納米管陣列用于高性能電子器件

        研究團隊:北京大學張志勇教授和彭練矛教授團隊
        研究內容:開發了一種多重分散和排序過程,獲得了極高的半導體純度和尺寸限制的自對準(DLSA)程序,在10 cm的硅片上制備出排列整齊的CNT陣列(在9度的對位范圍內),其密度可調控為每微米100到200個CNTs。在CNT陣列上制造的頂柵場效應晶體管(FETs)顯示出比柵極長度相近的商用硅金屬氧化物半導體FET的性能更好,特別是導通電流為1.3 mA/μm,在1 V的電源條件下,每微米的記錄電感為0.9 mS(毫西門子),同時使用離子-液體柵極保持了低室溫下閾值波動<90 mV/10年。批量制造的頂柵五級環形振蕩器的最高振蕩頻率> 8 GHz。
        文獻信息:Aligned, high-density semiconducting carbon nanotube arrays for high-performance electronics(Science,2020,DOI:10.1126/science.aba5980) [原文鏈接]

        下午2:29

        太原理工Materials Today Chemistry:顛覆性低溫固相法大批量快速合成Cs3Cu2I5鈣鈦礦材料

        研究團隊:太原理工大學黃小勇教授團隊
        研究內容:一種批量制備零維(0D) Cs3Cu2I5全無機鈣鈦礦材料的簡單快速固相合成方法:將一定量的CsI與CuI原材料按照化學計量比混合均勻,然后裝入氧化鋁坩堝中,放置在馬弗爐中用350度的溫度煅燒6小時,即可制備出純相的Cs3Cu2I5藍色熒光粉。該制備方法具有工藝簡單、環保節能、成本低等優點,有助于推廣鈣鈦礦發光材料的商業利用。研究發現,該熒光粉在250-350 nm 波段內有強吸收(激發峰313 nm),并能發射出明亮的藍光(發射峰445 nm,帶寬81 nm),其色純和熒光量子效率分別高達84.8%和80%。變溫光譜研究結果表明,Cs3Cu2I5藍色熒光粉具有較高的活化能(Ea = 0.477 eV),比鈣鈦礦CsPbBr3 (0.044 eV)高很多,因此其熱穩定性更好。此外,Cs3Cu2I5藍色熒光粉在空氣中室溫條件下具有很好的穩定性,放置30天后,XRD與發光光譜幾乎不變,發光量子效率仍高達72%(是新鮮樣品初始值的90%)。最后,將Cs3Cu2I5藍色熒光粉與商用綠色(Ba,Sr)2SiO4:Eu2+熒光粉以及紅色CaAlSiN3:Eu2+熒光粉的混合物涂覆在310 nm 紫外LED芯片上,制備了白光LED器件。該LED器件在20 mA電流的驅動下發射出接近自然光的白光,其色溫CCT為5075 K,色坐標為(0.3430, 0.3491),顯色指數Ra高達90.2,飽和紅色的特殊顯色指數R9高達82.4,有望用于高端室內場所照明與植物照明。
        文獻信息:Facile low-temperature solid-state synthesis of efficient blue-emitting Cs3Cu2I5 powder phosphors for solid-state lighting (Materials Today Chemistry, 2020, DOI:10.1016/j.mtchem.2020.100288) [原文鏈接]

        下午2:29

        大連化物所-劉健團隊|Small綜述:蛋黃-蛋殼型/核殼型納米反應器在加氫反應的最新進展

        研究團隊:中科院大連化物所劉健研究員團隊
        研究內容:對近幾年蛋黃-蛋殼型/核殼型納米反應器(YCSNs)在加氫反應的研究進展進行了綜述。這項工作總結了YCSNs的制備技術和面臨的挑戰,及其在催化反應中的獨特性質;重點從氣相和液相加氫反應角度評述了YCSNs的研究進展,討論了催化劑的結構、性能、構效關系及其反應機理。最后總結了YCSNs在加氫反應中面臨的挑戰及未來的研究方向,這項工作對設計具有新型結構的加氫催化劑并且優化其催化性能具有指導作用。
        文獻信息:Engineering of Yolk/Core–Shell Structured Nanoreactors for Thermal Hydrogenations (Small, 2020, DOI: 10.1002/smll.201906250) [原文鏈接]

        下午2:24

        通過協同策略調節P2型鈉離子電池正極材料的陰/陽離子氧化還原反應

        研究團隊:中國科學院大學劉向峰教授團隊
        研究內容:通過一種集Li2SiO3包覆層、Li摻雜和Si摻雜三方優點的協同策略對正極材料Na0.67Mn0.5Fe0.5O2中陰、陽離子氧化還原反應的活性和可逆性進行了調控。改性后正極材料的初始容量、倍率性能和循環穩定性都得到了顯著改善。
        文獻信息:Tuning anionic/cationic redox chemistry in a P2-type Na0.67Mn0.5Fe0.5O2 cathode material via a synergic strategy (Science China Materials, 2020, DOI: 10.1007/s40843-020-1318-4) [原文鏈接]

        下午2:24

        Nat. Mater.:鈉金屬負極改性揭秘之超濃縮IL電解質

        研究團隊:澳大利亞迪肯大學Fangfang Chen與Maria Forsyth團隊
        研究內容:通過原子力顯微鏡和分子動力學模擬闡明了NaFSI鹽濃度和施加電位對鈉電解質界面化學的影響,證明了電極表面的熔融鹽樣結構是如何在較高倍率下實現無枝晶金屬循環的。這種結構支持形成更有利的固體電解質界面(SEI),這是電池穩定循環的關鍵因素。采用高壓預處理可以進一步優化超濃IL電解質的界面結構,使SEI層和金屬沉積性能得到改善。
        文獻信息:Engineering high-energy-density sodium battery anodes for improved cycling with superconcentrated ionic-liquid electrolytes. (Nat. Mater. 2020, DOI: 10.1038/s41563-020-0673-0) [原文鏈接]

        下午2:24

        范麗珍團隊AEM:可充電鎂電池關鍵材料面臨的挑戰及最新研究進展

        研究團隊:北京科技大學范麗珍教授團隊
        研究內容:對近年來可充電鎂電池(RMBs)關鍵材料的研究進展進行了歸納總結。根據反應機理,對插層型正極和轉化型正極等正極材料進行了詳細的分類和介紹,闡明了正極材料結構對Mg2+離子遷移動力學的影響;闡述了Mg負極材料的改性和界面問題;分析了各類電解質材料的獨特優勢與存在的不足;并簡要討論了該領域面臨的主要機遇和挑戰。
        文獻信息:Challenges and Recent Progress on Key Materials for Rechargeable Magnesium Batteries (Adv. Energy Mater. 2020, DOI:10.1002/aenm.202000787) [原文鏈接]

        下午2:24

        崔屹Matter:高扭曲度、高親硫性石墨烯載體提升Li-S電池性能

        研究團隊:斯坦福大學崔屹團隊
        研究內容:近日提出一種新型的高扭曲度、高親硫性的石墨烯電極載體用于抑制硫正極中的可溶活性物質擴散損失行為及鋰負極中的枝晶生長行為,從而達到高效的鋰硫電池。基用該石墨烯電極載體,鋰硫電池可以在正極硫負載量高達10-22 mg/cm2的條件下實現90-160圈循環后基本無容量衰減,能量密度預計可達395 Wh/kg。
        文獻信息:Electrode Design with Integration of High Tortuosity and Sulfur-Philicity for High-Performance Lithium-Sulfur Battery (Matter, 2020, DOI:10.1016/j.matt.2020.04.011) [原文鏈接]

        前天 ? 2020年5月21日 ? 星期四
        上午11:05

        南開大學Nature 子刊:化學自充電水系鋅離子電池

        研究團隊:南開大學陳軍院士和牛志強團隊
        研究內容:一種以化學方式自充電的水系鋅離子電池,該體系具有簡單的兩電極結構,可通過放電后的正極與空氣中的氧氣之間自發的氧化還原反應從周圍環境中收集能量,并將其轉化為電能儲存在體系中,實現了電池的自充電而不需要外接電源充電。該體系可自充電至1.05V并可展現出239mAh g-1的再次放電容量,而且可在多種不同的充放電模式下工作。這項工作不僅為化學自充電儲能器件的設計提供了新思路,而且拓寬了水系鋅離子電池的研究領域。
        文獻信息:A chemically self-charging aqueous zinc-ion battery. (Nature Communications, 2020, DOI: 10.1038/s41467-020-16039-5) [原文鏈接]

        上午11:05

        美國明尼蘇達大學Chem. Mater.:離子遷移數和電導率與聚合物”烯烯”相關

        研究團隊:美國明尼蘇達大學Mahesh K. Mahanthappa課題組
        研究內容:在碳酸丙烯酯(PC)溶劑中P(LiBNMB)電解液在電壓高達5.2V(vs Li/Li+)時仍然不分解,P(LiBNMB)低聚物總離子電導率為0.30?0.47 mS/cm,鋰離子遷移數為0.77-0.98。該工作為寬電化學穩定窗口和高鋰離子遷移數的低聚物液態電解質的設計提供了新思路。
        文獻信息:Electrochemically Stable, High Transference Number Lithium Bis(malonato)borate Polymer Solution Electrolytes. (Chem. Mater., 2020, DOI: 10.1021/acs.chemmater.9b05219) [原文鏈接]

        上午11:04

        浙江大學AFM: 通過離子摻雜和結構設計實現具有高倍率性能的Ti2Nb10O29負極材料

        研究團隊:浙江大學夏新輝研究員、王秀麗副教授聯合香港城市大學劉奇教授團隊
        研究內容:通過結合離子摻雜和結構設計協同作用實現高功率的TNO電極。首先,作者設計了一種新型的多孔垂直石墨烯@ TiC-C陣列(VGTC)骨架作為導電基底,它不僅具有優越的機械穩定性和離子/電導率,而且對TNO起到了一定的約束作用,從而穩定了結構。然后,由于VGTC的限制作用,然后,在導電VGTC骨架上實現了Cr3+摻雜的TNO(Cr-TNO)納米粒子的螺旋生長,形成了形成Cr-TNO @ VGTC陣列。此外,通過密度泛函理論計算和原位同步輻射XRD技術表明Cr3+摻雜可以使得TNO具有更快的離子傳輸路徑和增強了結構穩定性。因此,Cr-TNO @ VGTC電極具有優異的倍率性能,在40C的大電流密度下具有220 mAh g-1的高可逆容量(功率密度≈11kW kg-1)在10 C下500次循環后容量保持率為91%,遠超于其他工作。
        文獻信息:Synergy of Ion Doping and Spiral Array Architecture on Ti2Nb10O29: A New Way to Achieve High-Power Electrodes (Advanced Functional Materials, 2020, DOI: 10.1002/adfm.202002665) [原文鏈接]

        上午11:04

        AEnM:高能量/倍率鋰離子電池電極的多層級理解和結構設計

        研究團隊:美國德克薩斯大學奧斯汀分校余桂華團隊
        研究內容:梳理了有關鋰離子電池中多層級動力學過程研究的最新進展,以電化學儲能過程的機理開始,列舉闡釋了對于鋰離子電池電極由原子到電極各尺度的研究學習,囊括了電化學實驗,先進表征技術以及模型計算。接著,他們總結了一些具有優異傳輸性質的厚電極實例和它們的設計理念。最后,作者還對厚電極設計的前景做出了展望。
        文獻信息:Multiscale Understanding and Architecture Design of High Energy/Power Lithium‐Ion Battery Electrodes (Advanced Energy Materials, 2020, DOI: 10.1002/aenm.202000808) [原文鏈接]

        上午11:04

        南方科技大學劉心元課題組Nature Catal.:銅/手性磷酸催化的消旋三級碳氫鍵的立體匯聚式不對稱胺化反應

        研究團隊:南方科技大學劉心元團隊
        研究內容:為了解決金屬催化的外消旋的三級碳氫鍵的立體匯聚式不對稱官能團化挑戰性課題,最近劉心元課題組發展了銅/手性磷酸作為單電子轉移催化劑,利用消旋的酮類化合物與磺酰肼縮合,通過中間體I成功實現了消旋三級碳氫鍵的立體匯聚式不對稱胺化反應,得到一系列二氫吡唑衍生物,然后通過多樣性轉化高效構建了1,3-二胺和雙季碳環丙烷等手性骨架
        文獻信息:Cu-catalysed intramolecular radical enantioconvergent tertiary β-C(sp3)–H amination of racemic ketones (Nat. Catal., 2020, DOI: 10.1038/s41929-020-0460-y) [原文鏈接]

        上午11:03

        Chem. Mater.┃LiNbWO6的晶型調控及其電化學儲能特性

        研究團隊:寧波大學舒杰教授和黑龍江大學謝穎教授團隊
        研究內容:采用簡單的球磨固相法合成了四方相和六方相LiNbWO6,并將其作為負極材料應用到了鋰離子電池中。本文通過原位實驗表征技術和密度泛函理論緊密結合的方法,詳細地研究了四方相和六方相LiNbWO6在充放電過程中的結構特性及其儲鋰機理。實驗中,采用相同的原料(六方相前驅體的鋰鹽多5%),用簡單的球磨固相法通過控制不同的煅燒溫度分別制備了四方相和六方相LiNbWO6。
        文獻信息:Polymorphism-Controlled Electrochemical Energy Storage Performance of LiNbWO6 (Chem. Mater., 2020, DOI: 10.1021/acs.chemmater.9b04898) [原文鏈接]

        2020年5月20日 ? 星期三
        上午11:43

        喬世璋教授:催化水系電池?不電解水嗎?

        研究團隊:阿德萊德大學喬世璋教授團隊
        研究內容:提出了在水系電池中引入催化概念,通過人為引入和調控電解液中少量陽離子方式,實現原子級摻雜調控MnO2/Mn2+電解動力學;解決含膜電池普遍存在的動力學問題,實現了高水系電池窗口3.4 V及放電平臺2.44 V的同時,獲得功率密度~19 KW/kg及能量密度~650 Wh/kg的水系電池(計算考慮正極及負極質量);通過同步輻射原位XRD、吸收譜,球差電鏡分析及電解過程模擬計算等方式,詳細分析了MnO2的電解反應路徑及Ni原子催化機理;繼一年前開發“第一代鋅錳電解電池”2.0 V后,通過引入離子交換膜實現了更快(倍率)!更高(電壓)!更強(兼顧能量及功率)!的“第二代鋅錳電解電池”。為了解決隨之帶來的動力學問題,通過原子級催化動力學調控,實現了高功率及能量密度共存的水系電池。
        文獻信息:Atomic Engineering Catalyzed MnO2 Electrolysis Kinetics for a Hybrid Aqueous Battery with High Power and Energy Density (Adv. Mater., 2020, DOI:10.1002/adma.202001894) [原文鏈接]

        上午11:42

        復旦大學Angew.: 水系電池有機電極在能量轉化和存儲領域的最新進展

        研究團隊:復旦大學王永剛教授課題組
        研究內容:采用無機電極材料的水系電池被廣泛認為是大規模能量存儲的解決方案,而目前其應用受到電極的短壽命和高成本的限制。在該文中,他們全面概述了含羰基有機物電極在能量存儲和轉換的進展,包括在水系電池、液流電池以及水電解中的應用。此外,他們還總結了有機電極的優勢,并討論其在實際應用中的挑戰。
        文獻信息:Progress of Organic Electrodes in Aqueous Electrolyte for Energy Storage and Conversion (Angew. Chem. Int. Ed., 2020, DOI: 10.1002/anie.202003198) [原文鏈接]

        上午11:42

        ACS NANO:全氟化自組裝單層膜提高鈣鈦礦電池的效率和穩定性

        研究團隊:波茨坦大學Christian M. Wolff,Dieter Neher和亥姆霍茲柏林材料與能源研究中心Antonio Abate團隊
        研究內容:報道了一種簡單的固溶全氟化自組裝單層膜(p-SAM)的應用,它不僅鈍化鈣鈦礦表面,而且還大大提高了鈣鈦礦吸收劑的穩定性,進而提高了太陽能電池在高溫或潮濕環境下的穩定性。采用這些SAM的p-i-n鈣鈦礦器件的功率轉換效率超過21%。性能最佳的器件在最大功率點下在85°C的惰性氣氛中可穩定運行250小時以上,并具有出色的耐濕性,即使在潮濕空氣中存放超過數月,仍能獲得大約95%的效率。
        文獻信息:Perfluorinated Self-Assembled Monolayers Enhance the Stability and Efficiency of Inverted Perovskite Solar Cells (ACS Nano, 2020, DOI:10.1021/acsnano.9b03268) [原文鏈接]

        上午11:42

        ACS Catal.:空心介孔MOF-空心結構和多級孔道協同增強傳質擴散,提升MOFs催化性能

        研究團隊:北京化工大學化工資源有效利用國家重點實驗室劉軍楓教授、許海軍教授與浙江工業大學劉文賢副教授團隊
        研究內容:提出了利用不同金屬與配體配位的穩定性差異及晶體爆發成核制備空心-介孔結構MOFs材料的方法。以Cr/Al雙金屬MIL-101(S-MIL)為前驅體,通過簡單的選擇性刻蝕過程制備了空心-介孔MIL-101(HM-MIL)。擴散實驗和分子動力學模擬證明了空心-介孔結構能有效提升底物擴散效率。對氯苯乙烯催化氧化和苯甲醇催化氧化結果表明,HM-MIL直接作為催化劑和作為催化劑載體時均表現出優異性能。
        文獻信息:Hollow Mesoporous Metal-Organic Frameworks with Enhanced Diffusion for Highly Efficient Catalysis (ACS Catalysis, 2020, DOI: 10.1021/acscatal.0c01432.) [原文鏈接]

        上午11:41

        中科院物理所Adv. Mater.:分子間π-π共軛自組裝提高高效鈣鈦礦太陽能電池表面鈍化作用的穩定性

        研究團隊:中科院物理所孟慶波研究員、李冬梅研究員團隊
        研究內容:采用三苯基氧化膦(TBPO)對鈣鈦礦表面進行穩定鈍化處理。TiO2平板型電池效率最高,達到22%以上,穩態效率為21.6%,且明顯抑制了遲滯現象。進一步的密度泛函理論(DFT)計算表明,TBPO分子間π-π共軛誘導的表面分子超結構,如周期性互連結構,導致高穩定的TBPO-鈣鈦礦配位和鈍化。經鈍化后電池的穩定性顯著改善,經過250小時的最大功率點追蹤后,保持92%的初始效率。因此,本工作中穩定表面鈍化的構建代表了鈣鈦礦太陽能電池穩定性工程的重大進展。
        文獻信息:Intermolecular π-π Conjugation Self-Assembly to Stabilize Surface Passivation of Highly Efficient Perovskite Solar Cells(Adv. Mater.,2020,DOI:10.1002/adma.201907396) [原文鏈接]

        上午11:41

        耶魯大學Angew: 高能反應誘導的高效全固態鋰/電解質界面

        研究團隊:耶魯大學王海梁教授課題組
        研究內容:開發了一種固態鋰/石榴石電極,該電極的容量、充放電倍率、過電位可與液態電解液中的鋰金屬性能相媲美。此外,還具有更長的循環壽命,更高的效率和更好的安全性。利用Zn(NO3)2和Li之間的化學反應來創建一個獨特的界面層,該界面層將Li6.4La3Zr1.4Ta0.6O12(LLZTO)電解質和Li金屬焊接在一起。反應形成的Zn和ZnLix合金是良好的電子導體,其與Li金屬陽極具有很強的親和力。反應形成Li3N和Li2O的是良好的Li+導體,與氧化物電解質具有很強的親和力。由于該界面層的存在,全固態Li || Li電池可以在更高的電流容量條件(4 mA/cm2-8 mAh/cm2)下循環,顯著高于目前其他同類型電池。該體系幾乎沒有副反應和鋰枝晶形成,在2 mA/cm2-2 mAh/cm2的條件下,可以穩定循環2400 h,并且在連續充放電1000 h后,沒有觀察到電解質的降解。當薄的Li電極以80%的放電深度循環時,Li || Li電池可維持1000小時以上。基于該電極的全固態Li || LFP全電池在1 C的倍率下具有150 mAh/g的高可逆容量,可以穩定循環400次。
        文獻信息:Highly Efficient All-Solid-State Lithium/Electrolyte Interface Induced by an Energetic Reaction (Angew.Chem.Int.Ed, 2020, DOI: 10.1002/anie.202004477) [原文鏈接]

        上午11:41

        Advanced Energy Materials:金屬中間層如何實現全固態電池中鋰均勻沉積與剝離

        研究團隊:韓國首爾大學材料科學與工程研究院先進材料研究所(RIAM)的Kisuk Kang研究組與三星先進技術研究院人員
        研究內容:通過原位顯微鏡技術來觀察固態電池LLZO電解質表面沉積的鋰,尤其對比了具有形態缺陷和/或不同人工金屬(Au、Si和Ag)中間層的LLZO表面上的鋰金屬沉積行為,結果表明鋰沉積主要受金屬中間層的合金化和析出動力學的控制。進而提出了在電池運行期間中間層的動態作用:作為鋰重新分布的緩沖層和鋰沉積成核的種子層。拓寬了對固態電解質/鋰界面上電化學鋰電鍍工藝的理解,強調了探索各種中間層作為調節鋰金屬負極新途徑的重要性,并且還提供了對鋰生長性質更深入的認識。
        文獻信息:The Role of Interlayer Chemistry in Li-Metal Growth through a Garnet-Type Solid Electrolyte. (Adv Energy Mater.,2020, DOI:10.1002/aenm.201903993) [原文鏈接]

        上午11:40

        黃云輝教授&李真教授:采用改性Cu集流體的Li2S基無鋰負極全電池

        研究團隊:華中科技大學黃云輝教授、李真教授團隊
        研究內容:報道了一種采用商業化Au箔修飾的Cu集流體并應用于無鋰負極鋰硫全電池的工作。Cu箔表面修飾的微量Au(0.168 mg cm-2)在循環過程中能實現“Au-LixAu合金-固溶體”的可逆轉變,親鋰性的LixAu合金和固溶體在電池充電過程有效地降低了鋰的形核過電位,從而實現鋰的均勻沉積。組裝的Li2S||Au/Cu無鋰負極全電池(N/P比為1),在4 mg cm-2(基于Li2S,下同)的載量下,首周庫倫效率達到69%并實現了150圈的穩定循環,在11.7 mg cm-2的載量下實現了高達626 Wh kg-1的能量密度。
        文獻信息:Li2S-Based Anode-Free Full Batteries with Modified Cu Current Collector (Energy Storage Mater., 2020. DOI:10.1016/j.ensm.2020.05.009) [原文鏈接]

        2020年5月19日 ? 星期二
        上午11:42

        Nano Letters:自調節無機SEI膜助力鋰金屬電池

        研究團隊:南方科技大學Yusheng Zhao、Yongsheng Deng、阿爾伯塔大學Hongbo Zeng和馬里蘭大學帕克分校Chunsheng Wang團隊
        研究內容:首次報道了超高離子導電性、富鋰反鈣鈦礦(LiRAPs)作為人工SEI,抑制鋰枝晶的生長。LiRAP-ASEI的自我調節能力依賴于LiRAP-ASEI與電解液還原形成的新SEI之間離子導電性的差異,確保了鋰負極在高電流密度下的長循環穩定性。
        文獻信息:Self-Regulated Phenomenon of Inorganic Artificial Solid Electrolyte Interphase for Lithium Metal Batteries. (Nano Letters, 2020, DOI: 10.1021/acs.nanolett.0c01400) [原文鏈接]

        上午11:42

        納米能源所-王中林團隊︱Adv. Mater.:不同官能團對聚合物接觸帶電的貢獻

        研究團隊:中科院北京納米能源與系統研究所陳翔宇研究員和王中林院士研究團隊
        研究內容:發展了從聚合物官能團組成和表面態分布的角度,解析并調控TENG輸出性能的研究方向。本研究闡明了材料的分子結構與宏觀帶電行為之間的相關性。這一工作系統的研究了不同官能團與起電性能之間的潛在關系,對于更好地了解TENGs的物理機理至關重要。這種通過不飽和基團調控摩擦起電的機制,對TENGs材料的篩選起到指導性的意見,也有希望極大的推動TENG的基礎研究。
        文獻信息:Contributions of Different Functional Groups to Contact Electrification of Polymers (Advanced Materials, 2020, DOI: 10.1002/adma.202001307.) [原文鏈接]

        上午11:41

        華中科大孫永明組:LiCoO2原位預鋰化助力Si基負極商品化

        研究團隊:華中科技大學的孫永明課題組與其合作者
        研究內容: 開發了一種簡單的可商業化應用的LiCoO2原位預鋰化工藝。該方案處理后的LiCoO2(CS-LiCoO2)與Li組成的半電池首次可逆容量發揮較未預鋰化材料高15 mAh/g(165 vs. 150 mAh/g,3.0-4.25 V,0.1C)。在與SiO-C負極組合組裝的全電池中,采用CS-LiCoO2做正極的電芯首次可逆容量發揮比未預鋰化LiCoO2組裝成的電芯提高了11%(2.6 vs. 2.34 mAh/cm2,3.0-4.15 V,0.1C)。此外,采用預鋰化后LiCoO2組裝的全電池的循環穩定性也優于未預鋰化的電池。
        文獻信息:Conformal Prelithiation Nanoshell on LiCoO2 Enabling High Energy Lithium-Ion Batteries (Nano Lett., 2020, DOI:10.1021/acs.nanolett.0c01413.) [原文鏈接]

        上午11:41

        黃維院士Angew:離子液體溶劑與鈣鈦礦的強相互作用

        研究團隊:南京工業大學黃維院士,陳永華和夏英東團隊
        研究內容:報告了一種通過引入離子液體溶劑乙酸甲基銨(MAAc)為全無機CsPbI3-xBrx鈣鈦礦建立簡單而有效的相互作用定制策略。研究發現C=O與Pb2+有很強的相互作用,并且觀察到N-H…I氫鍵形成。相互作用可以提供穩定的鈣鈦礦前體溶液,并可以高質量生產無針孔,大晶粒,平坦的全無機鈣鈦礦薄膜。只需一步,無需進行抗溶劑處理,無論濕度如何,都可以進行空氣操作處理。相應的光伏電池在連續光照下在1500 h內可顯示17.10%的高效率以及長時間的操作穩定性。
        文獻信息:Tailoring Component Interaction for Air‐Processed Efficient and Stable All‐Inorganic Perovskite Photovoltaic (Angewandte Chemie International Edition, 2020, DOI:10.1002/anie.202004256) [原文鏈接]

        上午11:41

        馬里蘭大學胡良兵&李騰團隊Adv. Energy Mater.:分級多元素納米顆粒作為氧析出和氧還原反應的雙功能催化劑

        研究團隊:美國馬里蘭大學胡良兵教授和李騰教授團隊等人帶領下,與美國布魯克海文國家實驗室和加州大學團隊
        研究內容:提出了一種一步合成方法來制備分級的多元素納米材料,其中包含了錨定在尖晶石結構過渡金屬氧化物納米顆粒上的超細貴金屬納米顆粒(IrPt,≈5 nm)。多元素納米顆粒可作為出色的氧析出和氧還原反應的雙功能催化劑。在相同的過電位下,多元素納米顆粒的ORR質量催化活性是Pt的7倍,OER質量催化活性是Ir的28倍,這表明雙功能電催化劑具有很高的催化活性。這種優異的性能歸功于可控的多元素組成、混合的化學態和較大的電活性表面積。這些納米顆粒的分級納米結構和多元素設計為催化劑、太陽能電池等提供了一種通用和強大的替代材料。
        文獻信息:Hierarchical Polyelemental Nanoparticles as Bifunctional Catalysts for Oxygen Evolution and Reduction Reactions(Adv. Energy Mater., 2020, DOI:10.1002/aenm.202001119) [原文鏈接]

        上午11:40

        浙大韓偉強教授:柱撐少層MXenes——解決團聚問題提升鋰離子存儲性能

        研究團隊:浙江大學材料學院韓偉強團隊
        研究內容:從MXenes的獨特性質出發(層間距較大,表面呈電負性),通過銨根離子方法,解決了MXenes的團聚問題,并首次得到了錫氧化物柱撐少層Ti3C2Tx MXenes的復合材料,記為STCT。得益于少層結構以及柱撐效應,STCT復合材料展現出優異的電化學性能,在2 A/g的電流密度下,經過1200次循環,復合材料的比容量可以達到1016 mAh/g,在5 A/g的大電流密度下,比容量可以穩定在680 mAh/g,表明了良好的倍率性能,優于已報道的柱撐MXenes體系(處于多層狀態,包括與本身比容量更高的低分子量的V2C,Ti2C等MXenes相比較),強有力地說明了柱撐少層MXenes復合材料在電化學儲能領域中的應用潛力和優勢。由于是從MXenes的性質出發,本文所提的銨根離子方法和對少層MXenes的柱撐,可以很方便地延伸到其他體系。
        文獻信息:Partial Atomic Tin Nanocomplex Pillared Few-Layered Ti3C2Tx MXenes for Superior Lithium-Ion Storage (Nano-Micro Letters, 2020, DOI: 10.1007/s40820-020-0405-7) [原文鏈接]

        上午11:40

        納米LFP包覆,助力長壽命高鎳鋰離子正極材料

        研究團隊:深圳德方納米科技股份有限公司的Zeqin Zhong(第一作者)和Lingyong Kong(通訊作者)、Yuanxin Wan(通訊作者)等人
        研究內容:采用納米磷酸鐵鋰對NCM811材料進行了包覆處理,不僅大幅提升了材料的循環穩定性,同時具有良好的熱穩定性LFP材料也讓NCM材料的熱穩定性顯著提升,改善了高鎳三元鋰離子電池的安全性。
        文獻信息:Nano LiFePO4 coated Ni rich composite as cathode for lithium ion batteries with high thermal ability and excellent cycling performance (Journal of Power Sources, 2020, DOI: 10.1016/j.jpowsour.2020.228235) [原文鏈接]

        上午11:40

        王得麗教授:基于宿主及載體雙重雜原子修飾制備優異ORR/OER性能的空氣電極催化劑

        研究團隊:華中科技大學化學與化工學院王得麗教授
        研究內容:以控制NiFeS的氮化過程成功一步實現了石墨烯的N/S共摻雜以及Ni3FeN的S修飾,制備了負載于N/S共摻雜石墨烯上的S修飾Ni3FeN催化劑(S-Ni3FeN/NSG-700)。S-Ni3FeN/NSG-700表現出了優異的ORR/OER性能,作為空氣電極催化劑,實現了二次鋅空氣電池高效長期地循環運行
        文獻信息:Sulphur modulated Ni3FeN supported on N/S co-doped graphene boosts rechargeable/flexible Zn-air battery performance (Applied Catalysis B: Environment, 2020, DOI: 10.1016/j.apcatb.2020.119086) [原文鏈接]

        2020年5月18日 ? 星期一
        上午11:24

        香港城市大學支春義教授鋅電池Adv. Mater.:氫取代石墨炔離子隧道誘導離子場再分布抑制鋅枝晶

        研究團隊:香港城市大學支春義教授團隊
        研究內容:開發了一種氫取代石墨炔人工界面層,在亞微米級空間內利用離子隧道調控鋅離子的擴散過程,顯著的抑制了鋅枝晶并極大的延長了電池的循環壽命。通過該策略制備的Zn對稱電池壽命延長至>2400h(100天),且不受電流密度影響(0.5-2 mA cm-2),其壽命是純Zn電極的37倍。Zn@HsGDY與碳正極組裝成的電池實現了高達5萬次循環的超長壽命,相當于純Zn電池的15倍。此外,即使在商業級負載(正極負載為22.95 mg cm-2)下,Zn@HsGDY仍然可以有效循環10000次。
        文獻信息:Hydrogen-Substituted Graphdiyne Ion Tunnels Directing Concentration Redistribution for Commercial-Grade Dendrite-Free Zinc Anodes (Adv. Mater. 2020, DOI:10.1002/adma.202001755) [原文鏈接]

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