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综述:离子通道对碳材料储能性能的影响

北极星储能网  来源:科学网    2019/12/31 15:53:58  我要投稿  

北极星储能网讯:以锂离子电池为代表的电池型器件及以超级电容器为代表的电容型器件是目前两类重要的电化学储能器件。

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电化学储能是电能与化学能相互转化的过程,涉及到电解质离子的扩散迁移、吸脱附等动力学因素过程。在典型的电化学电极中,离子在材料体相插入/脱嵌(比如在电池中)或在表面吸附/脱附(比如在电化学电容器中)。碳材料是一类不可多得的可以高效存储离子的宿主材料,更突出的是,碳材料中的离子通道(Ionic channels),不仅提供了快速的离子输运路径,而且可以使电解液浸润更多的孔道、碳层,是碳电极中能量传导的“血管”。构建并探究离子通道的物理化学性质是一个古老而又具有重要意义的话题。

近期,《国家科学评论》发表了由中国科学技术大学朱彦武课题组联合法国图卢兹第三大学Patrice Simon教授撰写的综述文章:Designing Ionic Channels in Novel Carbons for Electrochemical Energy Storage。该综述从碳材料中离子通道的制备策略和储能应用的最新研究进展入手,重点分析了离子通道与碳材料储能特性(主要包括锂/钠离子电池和超级电容器)的关联关系;深入地讨论了影响碳孔道内的离子响应动力学因素,包括尺寸和表面化学的本构效应。最后作者提出:作为一种相对简单的二维离子通道模型,层状的石墨烯为研究离子在受限空间中的吸附/传输特性提供了新的思路。该综述还总结了该领域尚未解决的挑战并展望了可能的未来发展方向。


原标题:综述:离子通道对碳材料储能性能的影响

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