清华大学化学系,Nano Research Energy创刊主编曲良体教授团队在Zn-Se电池快充范畴获得新进展,相关成果于4月6日宣布在世界顶尖刊物Nature Communication上。
硒(Se)是一种很具有发展前途的正极资料,现在主要与碱金属(Li、Na、K)负极构成根据有机电解液的Li/Na/K-Se电池。Se正极在这些电池体系中根据2电子搬运反响,其理论比容量为675 mAh·gSe1。此外,这些Se-基电池的倍率功能一般较差。
曲良体教授团队与北京理工大学张志攀教授、中国科学院力学研讨所刘峰副研讨员等制备了一系列Se@C正极资料,以Cu2+为正极的载流子,以Cu或许Zn为负极,拼装电池进行电化学功能测验。经过原位XRD、非原位XRD、非原位TEM、非原位XPS等表征技能讨论研讨Se正极在充放电过程中产生的改变。经过恒电流间歇滴定法(GITT)研讨了Cu2+在充放电过程中的扩散系数。
因为在充放电过程中的中心产品难溶于水,因而能从本源上防止有机系Se基电池中多硒化物的络绎效应。Cu0.5 M CuSO4Se@C-48扣子电池能够在5分钟内充电800 mAh gSe1(充电电流10 A g1)。且当Se@C中Se含量进步至65%时,电池的快充功能无明显改变(图2)。Zn0.5 M ZnSO4 0.5 CuSO4 Se@C全电池能够在9分钟内的充电到900 mAh gSe1,显示出具有发展为快充电池的潜力(图3)。第一性原理核算标明,放电中心产品具有优异才能的电子导电率,此外,充放电过程中的体积效应能够在必定程度上促进充放电速率。
这个新式的四电子Se正极化学不只打破了传统硒基电池理论比容量,并且丰厚了水储能体系。
作为Nano Research姊妹刊,Nano Research Energy ,创刊于2022年3月,主办单位清华大学,由清华大学曲良体教授和香港城市大学支春义教授一起担任主编。Nano Research Energy是一本世界化的多学科穿插,全英文敞开获取期刊,聚集纳米资料和纳米科学技能在新式动力相关范畴的前沿研讨与使用,对标世界顶尖动力期刊,致力于宣布高水平的原创性研讨和总述类论文。
