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近日,中南大学材料科学与工程学院梁叔全团队在 Energy & Environmental Science、Advanced Functional Materials 等国际材料与能源领域权威期刊陆续发表储能材料创新研究成果。研究成果解决了该领域部分共性科学难题,有望推动广受关注的低成本储能领域进一步发展。
在锌金属负极材料研究方面,团队通过一步液相沉淀法得到一种三维网状结构ZnO功能修饰的Zn@ZnO-3D负极,实现了材料结构调控和界面修饰相优化结合。结合动力学和热力学分析、第一性原理计算,表明该负极具有更快的离子沉积/迁移动力学速率,其中O元素可以优先吸附并容易结合Zn2+,减少水和锌离子的结合,抑制H2的逸出,从而实现了99.55%锌利用率和长达1000次的高可逆沉积/剥离次数。基于此负极,MnO2全电池在电流密度0.5 A g-1下循环500次后容量基本维持100%。该研究成果近日在 Energy & Environmental Science 在线发表。团队还设计了一种电子绝缘离子导通的高岭土涂层稳定了锌负极,避免了电极与电解液的直接接触,减少了活性水参与的自腐蚀以及电化学腐蚀等副反应发生。成果近日在自然指数期刊 Advanced Functional Materials 在线发表。
梁叔全团队研制的新型Zn@ZnO-3D负极材料结构及其理论计算结果
在锌离子电解液研究方面,团队研发了一种三维多层凝胶电解质(Alginate-Zn),该电解质创新性地利用羧酸根(-COO-)基团对锌离子的限域作用,有效抑制了负极枝晶和副产物的产生,实现均匀可逆的锌沉积/剥离,可显著提高Zn/MnO2电池的搁置性能,该研究成果近日在国际著名能源期刊 Energy Storage Materials 在线发表。团队还发现目前可充电锌锰电池的锰基正极材料仅能在含水量足够的电解液(如水系电解液)中表现出良好的电化学活性。通过理论计算和实验结果探明了材料的活化新机制与Zn2+离子的脱溶剂化新行为。通过优化调控新机制,团队研制的锌锰电池电化学性能得到大幅提升,其在0.1A g-1的电流密度下可获得超过300mAh g-1的比容量,长循环寿命超过2000次。这一发现将为锌锰电池电解液的探索和优化提供重要参考,研究成果在自然指数期刊 Advanced Functional Materials 在线发表。
锌离子电池在低成本储能领域具有诸多优点,潜力巨大,但在电解液方面仍存在许多关键难题有待解决。梁叔全团队将这些难题进行系统核验,并结合团队系列研究成果提出了具有前瞻性的展望和建议,近日在 Energy & Environmental Science 在线发表。团队还重点对电解液添加剂的国内外工作进行了总体提炼,该研究成果近日在国际知名期刊 Energy Storage Materials 在线发表。基于团队在该领域的一系列创新性贡献,中国自然科学综合性权威学术期刊《科学通报》邀请团队撰写相关综述。
在钠离子电池正极材料的开发方面,团队研发了一种Na3.5Mn0.5V1.5(PO4)3/C新正极材料。阐明了电化学过程中的晶体结构畸变、离子迁移率以及其性能的影响。新材料性能优异,应用可期,近日在中国领军期刊 Nano Research 在线发表。团队还研发了一种碳量子点修饰的Na3V2(PO4)2F3正极材料,通过碳量子点对材料形核生长的诱导作用,设计了材料的分级结构,显著提高了该正极材料在钠离子电池中的动力学性能。研究成果近日在 Journal of Materials Chemistry A 在线发表。
图为不同Mn离子嵌入对NASCION结构电化学性能影响示意图
据悉,该团队获得国家自然科学基金重点项目(51932011)与面上项目(51872334,51972346,52072411)等项目支持,在低成本储能领域取得了多项重要研究成果,相关学术论文连续发表在Energy Environ. Sci.、Adv. Funct. Mater.、Energy Storage Mater.、J. Mater. Chem. A、Sci.Bull.、Nano Res.、J. Energy Chem.、Chem. Commun.、Inorg. Chem.等高影响国际权威期刊,其中2篇为高被引论文,2篇为热点论文。
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近日,大连化物所储能技术研究部(DNL17)李先锋研究员和鲁文静副研究员团队在溴基液流电池电极研究方面取得新进展。研发团队通过在电极表面基于可逆的固态溴络合效应,同步提高了电极的固溴能力和催化活性,降低了溴基液流电池的自放电率,提高了电池功率密度和循环寿命。研究团队提出了一种向电极表
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北极星储能网讯,4月12日,诺德股份湖北黄石高端电解铜箔项目投产仪式暨新产品发布会在湖北黄石举行。据了解,该项目规划建设年产能10万吨高端电解铜箔及20万吨铜基材生产线,总投资规模达120亿元,项目分为两期建设,目前一期项目已经顺利建成投产。
北极星储能网讯,4月13日,天齐锂业发布关于公司执行副总裁辞职的公告。根据公告显示,刘莹女士因个人原因申请辞去公司执行副总裁职务,辞职后不再担任公司、公司控股子公司及参股公司任何职务。
北极星储能网获悉,中国科学院青岛生物能源与过程研究所研究团队解决了硫化物全固态电池叠层工艺的行业痛点及瓶颈问题,打通了硫化物全固态电池的大型车载电池制作工艺的最后一道难关,在硫化物软包电池叠片技术上取得关键性突破。制备的多层叠片软包电池循环300次容量几乎不衰减,性能还在继续测试中
近日,大连化物所催化基础国家重点实验室无机膜与催化新材料研究组(504组)杨维慎研究员和朱凯月研究员团队在锌离子电池电解液研究方面取得新进展,揭示了电解液中水含量对正负极界面动力学和可逆性的影响,发现通过适当的调控电解液中的水含量,可以打破锌离子电池中高容量和长寿命难以兼得的限制,
7月19日,阳江交投倬粤锌离子电池高新区生产基地项目正式启动。交投倬粤锌离子电池生产项目位于阳江滨海新区(阳江高新区),总投资约30亿元,规模年产量达5GWh,年产值约60亿元,着力打造新型储能电池及系统集成研发、检测认证和生产制造一体化基地。其中,首期项目建设产能1GWh的锌离子动力和储能电
6月25日,广东省发展改革委发布2023年面向民间资本推介示范项目和应用场景。此次推介的示范项目共计101个,总投资2394亿元。其中新能源工程项目两个,分别是江门储能电池智造项目和交投倬粤年产1GWH锌离子电池生产基地。详情如下:广东省面向民间资本推介的示范项目清单一、基础设施项目(共44项)(一
北极星储能网获悉,4月11日消息,中国科学技术大学宋礼教授团队开发出具有快速充电性能的铵根插层五氧化二钒锌离子电池正极材料,相关成果日前发表于国际学术期刊《美国科学院院刊》上。据介绍,水系锌离子电池具有安全、无毒以及较高的理论容量等特点,是目前最具潜力的可持续储能技术之一。在众多水
北极星储能网获悉,1月30日,深圳市寒暑科技新能源有限公司完成千万级A轮融资,由本轮融资主要用于水系锌离子电池器件组装线、层状氧化物普鲁士蓝正极材料中试线等的升级,以及公司运营费用及流动资金,加速公司在锌离子电池与钠离子电池核心材料的产业化进程。据了解,深圳市寒暑科技新能源有限公司成
据36氪报道,寒暑科技于1月30日完成千万级A轮融资,本轮融资主要用于水系锌离子电池器件组装线、层状氧化物普鲁士蓝正极材料中试线等的升级,以及公司运营费用及流动资金,加速公司在锌离子电池与钠离子电池核心材料的产业化进程。据悉,公司曾于2014年和2018年分别完成两次千万级融资。据公开资料显示
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据外媒报道,美国规模最大的房屋建筑商HortonWorldSolutions(HWS)公司日前与加拿大初创厂商SalientEnergy公司签署合同,将其开发的锌离子电池储能系统来安装在HWS公司计划建造的20多万户住宅中。HWS公司指出,由于目前锂离子电池存在很多问题,因此选择采用锌离子电池构建住宅电池储能系统。美国可持续
目前,团队将该固液相变机制应用至解决卤素正极不可逆溶出导致的容量衰减问题,为未来规模锌基液流电池提供了新的思路。
天津大学先进碳与纳米能源实验室(NanoYang团队)联合清华大学深圳国际研究生院先进能源材料团队和中科院金属所先进炭材料研究部,成功研发出一种与金属锌兼容的低成本新型不可燃含水有机电解液。
高性能锌离子电池有望实现固定储能,比锂离子电池更安全、更环保、成本更低。
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