材料科学

韩国工业技术研究所Chanhoon Kim等:亲水性厚电极助力高能量密度水系电池

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Nano-Micro Letters 发布于 2023-05-28

在使用纳米级正极材料的水系电池中,厚电极可以显著提高电池的总能量密度,厚电极中的粘结剂作为集流体与活性材料的中介,作用至关重要。然而,传统疏水性粘合剂(PVdF)所制备的电极与水系电解液之间的润湿性较差,严重限制了水系电池厚电极中活性材料的利用率,从而导致电池电化学性能下降和容量...

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天津大学张飞教授等:基于混合阳离子体相和界面复合钝化的高效稳定钙钛矿太阳能电池

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Nano-Micro Letters 发布于 2023-05-12

钙钛矿太阳电池作为新一代太阳能电池因其优异的光电性能。本文提出混合阳离子体/表钝化策略,利用了在 3D 钙钛矿上形成 2D 交替阳离子层 (ACI) 相 (n=2) 钙钛矿层,同时钝化钙钛矿薄膜中的体相缺陷和界面缺陷。最终,基于正式结构的器件实现了24.5%的光电转换效率,同时大...

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NML综述丨上海交大邹建新团队:镁基储氢材料纳米化的研究现状与应用前景

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Nano-Micro Letters 发布于 2023-05-12

氢能是解决化石燃料能源短缺和实现碳中和目标的理想能源载体,随着氢能产业的快速发展,对高效、安全和优异循环稳定性的固态储氢材料的需求日益迫切。氢化镁(MgH₂)因其较高的理论重量储氢密度(7.6 wt% H₂)和体积储氢密度(110 kg H₂ m⁻3)而受到广泛关注。除此之外,金...

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福州大学詹红兵&福建物构所温珍海等:高能量密度钠基双离子电池负极材料,富阴离子缺陷的单相三元NbSSe/碳复合材料

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Nano-Micro Letters 发布于 2023-05-06

钠基双离子电池作为一种新型的储能电池,利用石墨类材料作为正极代替昂贵的过渡金属氧化物正极,藉由电解液中的阴、阳离子作为正、负极储能载流子,并通过阴、阳离子在正、负极材料体相嵌入/脱出,从而实现电化学能量存储与转换,该类电池具有高工作电压(>4.2V)、低成本等优势。因此,钠...

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南航张校刚等:Li⁺溶剂化结构调控,实现硅基负极高效预锂化

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Nano-Micro Letters 发布于 2023-05-03

将纳米化、异质原子改性和材料复合等策略相结合,可构建具有三维导电网络和预留缓冲空间的硅碳负极材料。然而,巨大体积膨胀造成的固体电解质界面(SEI)膜反复生长以及不可逆组分形成,都会消耗全电池中有限的活性Li⁺,降低电池能量密度和循环寿命。预锂化可有效改善首次库仑效率(ICE)并解...

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山东大学张忠华教授等:用于高效太阳能水蒸发的高孔隙率、宽带吸收纳米多孔铜薄膜

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Nano-Micro Letters 发布于 2023-05-01

太阳能水蒸发是一种潜在的淡水生产技术,有望解决水资源短缺问题。具有优异光热性能的贵金属材料由于昂贵的成本,限制了其在水蒸发中的实际应用。本文以稀固溶体Al₉₈Cu₂合金为前驱体,采用一步脱合金法制备了低成本自支撑纳米多孔铜(NP-Cu)薄膜。NP-Cu薄膜具有高孔隙率(94.8%...

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武汉大学方国家教授等:多功能的酒石酸锑钾提升宽带隙钙钛矿电池的效率和稳定性

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Nano-Micro Letters 发布于 2023-04-29

宽带隙钙钛矿材料由于其在叠层电池的广泛应用备受关注。然而,由于光诱导的相分离和严重的非辐射复合损失,宽带隙钙钛矿太阳能电池通常表现出较大的开路电压损失。迫切需要一种多功能添加剂来协同钝化钙钛矿太阳能电池的体内、表面缺陷和调节界面能级结构,以提升器件的效率和稳定性。本文提出将酒石酸...

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南昌大学陈义旺等:离子液体辅助压印优化相分布,用于高效稳定二维钙钛矿太阳电池

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Nano-Micro Letters 发布于 2023-04-23

溶液法制备的二维钙钛矿内部通常存在不同n值的紊乱相分布,严重影响了二维钙钛矿内部的电荷传输和太阳电池性能。本文通过离子液体抑制前驱体溶液的胶体聚集,并进一步通过纳米压印使二维钙钛矿薄膜进行重结晶使钙钛矿内部阳离子重新分布,优化相分布,从而实现高效稳定二维正式器件。最终,基于PEA...

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西北工业大学王洪强、徐飞教授等:锂金属电池用高性能PEO/陶瓷复合固体电解质的合理设计

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Nano-Micro Letters 发布于 2023-04-23

锂金属电池因其高的理论比容量(3860 mAh g⁻1)和能量密度而受到人们的广泛关注。然而,传统的锂金属电池中使用易燃、易挥发的有机液态电解液,枝晶的不可控生长、电解液/Li界面不稳定和循环稳定性差等,严重阻碍了其实际应用。固态电解质作为液体有机电解液的潜在替代品,在安全性和抑...

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NML综述 | 锌离子混合电容器的现状与机遇:聚焦碳材料、集流体和隔膜

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Nano-Micro Letters 发布于 2023-04-15

混合电容器,也称为不对称电化学电容器,它们旨在将超级电容器的高功率密度的优势和可充电电池的高能量密度特点集成到一个设备中。锌离子混合电容器是锌离子电池和超级电容器之间的权衡,因为其内在的低成本和优越的安全性成为了理想的储能装备选择之一。然而,目前还存在着一些问题阻碍着锌离子混合电...

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NML综述 | 纽约州立大学Jiye Fang教授等:铂基纳米晶的形貌可控合成及其在燃料电池中的应用研究

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Nano-Micro Letters 发布于 2023-04-15

作为解决化石燃料能源短缺和实现碳中和目标的理想能源利用方式之一,燃料电池技术因不受卡诺循环限制、可直接将化学能直接转换成电能、能量转换效率高、无污染和能量密度高等优势而备受关注。目前燃料电池中商用催化剂是金属铂(Pt),Pt 具有良好的分子吸附、离解特性,因此铂催化剂成为最理想、...

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NML文章集锦 | MOF材料在锂/钠/钾/铝离子电池应用研究(7篇文章)

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Nano-Micro Letters 发布于 2023-04-12

一、专辑介绍 金属-有机骨架材料(Metal-Organic Frameworks)是指过渡金属离子与有机配体通过自组装形成的具有周期性网络结构的晶体多孔材料。MOF材料具有超强的可调节性,虽然在酸性或碱性水基电解质中稳定性较差,但MOF衍生物则可以在恶劣的工作环境下表现出高的稳...

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伦敦大学学院何冠杰&华南理工王小慧:微量三重功能添加剂助力可逆水系锌离子电池

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Nano-Micro Letters 发布于 2023-04-11

水系锌离子电池由于其安全、低成本、环境友好的优点而引起了广泛的关注。然而,析氢反应(HER)、锌枝晶、锌腐蚀等有害副反应水系锌离子电池可逆性和稳定差,这极大地阻碍了其发展和实际应用。本文提出以微量的三功能氢氧化铵为添加剂,来从多方面综合保护锌负极。微量的氢氧化铵添加剂使电解质的p...

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南方科大赵天寿院士等:首次MoS₂层间原位构建静电排斥实现超快锂离子传输

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Nano-Micro Letters 发布于 2023-04-10

高理论容量和独特的层状结构使MoS₂成为一种很有前途的锂离子电池负极材料。然而MoS₂层状结构的各向异性离子输运和其较差的本征导电性,导致差的离子传输能力。针对这些问题,本文提出由Co2⁺取代Mo⁴⁺在MoS₂层间原位构建层间静电排斥,其可打破层间范德华力的限制,制备单层MoS₂...

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NML封面文章丨华科高义华等:有机−无机混合正极实现空气可充电锌电池

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Nano-Micro Letters 发布于 2023-04-04

能量收集技术和电池的自充电电源系统正引起广泛关注。为了解决传统集成系统高度依赖能源供应和结构复杂的缺点,本文报道了一种基于MoS₂/PANI正极的空气可充电锌电池。受益于PANI出色的导电性去溶剂化屏蔽,MoS₂/PANI正极表现出超高容量(在N₂中为304.98 mAh g⁻1...

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厦门大学赵金保等综述:无机填料在固态锂电池复合聚合物电解质中的关键作用

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Nano-Micro Letters 发布于 2023-04-03

固态锂电池(SSLB)具有优异的能量密度和安全性能,被认为是一种有前景的储能设备。固态电解质是SSLB的核心,其对电池的安全性和电化学性能起着至关重要的作用。复合聚合物电解质(CPEs)由于综合了无机固态电解质(ISEs)与聚合物固态电解质(SPEs)的优势,是一类有广泛市场应用...

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福州大学王星辉&湖南大学鲁兵安等:全固态薄膜锂硫电池

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Nano-Micro Letters 发布于 2023-04-01

物联网时代的来临,对众多微型电子设备的供能提出了新的要求,迫切需要开发高性能微型储能器件。结合固态电池架构和薄膜制造工艺的全固态薄膜电池 (TFBs) 被认为是微型电子设备的理想片上电源。针对传统正极材料的理论能量密度较低, 本文提出将具有超高能量密度的锂硫电池体系与TFBs相结...

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北科大陈骏教授团队:熵增双提升无铅陶瓷电容器储能密度和效率

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Nano-Micro Letters 发布于 2023-03-30

先进的无铅储能陶瓷在下一代脉冲功率电容器市场中扮演着不可或缺的角色。本文通过增加构型熵(称为高熵策略),在高熵无铅弛豫铁电体中实现了13.8 J cm⁻3的超高储能密度以及82.4%的高效率,与低熵材料相比,储能密度增长了近十倍,并系统地揭示了储能性能和畴结构随构型熵增加的演变。...

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厦门大学彭栋梁&谢清水团队:亲锂-亲硫双金属硒化物量子点实现高性能锂硫电池

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Nano-Micro Letters 发布于 2023-03-28

锂硫电池(Li-S)具有较高的理论比容量(1675 mAh kg⁻1)和比能量(2600 Wh kg⁻1),被认为是理想的下一代电化学能源存储设备。然而,锂硫电池的商业化应用仍然面临着诸多挑战。在正极侧,可溶多硫化物(LiPSs)引起的穿梭效应造成活性材料的流失和锂负极的腐蚀;同...

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