日本京都大学《AFM》:一种新型钠硫电池!适用于150°C中温操作 2024-07-31 23:00:58 尽管钠硫(Na-S)电池表现出高能量密度、长循环和可持续发展的巨大前景,但由于其工作温度高于300℃而带来的安全性、实用性和通用性问题严重阻碍了钠硫电池的应用。降低工作温度会由于形成绝缘的S/聚硫化物、降低钠离子在β“-氧化铝固体电解质(碱)中的导电性、在低于熔点的温度下金属钠金属枝晶生长以及发生穿梭效应等而阻碍钠硫电池的性能。来自京都大学的学者提出了一种新型的钠硫电池,它集成了由基体和一种新型无机离子液体组成的双电解质,可用于150°C的中温操作。研究表明,这种离子液体具有高的离子导电性、宽的电化学窗口,以及良好的热稳定性和化学稳定性,这些都有利于中温操作。0.1mA(电极面积:0.785 cm~2)下795mAh(g-S)−1的高可逆容量和0.5mA下超过1000次循环的平均容量381mAh(g-S)−1证明了在双电解质体系中使用离子液体来改善Na-S性能的可行性。相关文章以“A β”-Alumina/Inorganic Ionic Liquid Dual Electrolyte for Intermediate-Temperature Sodium–Sulfur Batteries”标题发表在Advanced Functional Materials。论文链接:https://doi.org/10.1002/adfm.202105524 图1.采用双碱/IL电解液的IT钠硫电池工作机理示意图。工作温度:150°C,IL:Na[OTF]-Cs[TFSA]。Na-导电碱阻碍了Sx2-离子向负极室的穿梭,而IL促进了正电极室的电化学反应。 图2.Na[OTF]-Cs[TFSA]体系的性质。a)由DSC测量得出的摩尔比x(Na[OTF])在0至0.7范围内的主要吸热转变温度图。差示扫描量热法(DSC)曲线很复杂,表现出由多晶相和亚稳相的形成引起的多个转变,这是磺酰胺盐的典型特征。b)Na[OTF]-Cs[TFSA]IL(x(Na[OTF])=0.2)(黑色圆圈)与典型Na二次电池电解液的离子电导率的比较(黑色圆圈). c)Na[OTF]-Cs[TFSA]IL(x(Na[OTF])=0.2)粘度的Arrhenius图和相应的(VTF)方程。d)在150°C下,Na[OTF]-Cs[TFSA]IL(x(Na[OTF])=0.2)的组合。 图3.150°C下Na/BASE/Na对称电池(电极面积:0.785cm~2)的恒流Na金属沉积-溶解性能。a)在400个循环(每周期0.4h)中,在0.2mA、0.5mA、1.0mA和2.0mA电流下测量对称电池的总电压差。在0.2、0.5、1.0和2.0 Ma条件下,每一步Na的沉积量和溶解量分别为0.0 5、0.13、0.2 5和0.5 1mAh cm−2。放大后的电压分别适用于电流b)0.2,c)0.5,d)1.0和e)2.0 mA的测量。f)对称电池在循环0、100、200、300和400周前后的奈奎斯特曲线图。频率范围:10 MHz-1 MHz,交流幅度:10 mV。 图4.使用双碱/IL电解质(IL=Na[OTF]-Cs[TFSA](x(Na[OTf])=0.2))(电极面积:0.785cm~2,温度:150°C)的IT-Na/S电池的电化学性能。a)在0.1mA进行的测量的放电和充电比率。蓝色虚线表示与不同颗粒形成相对应的理论容量。b)充放电曲线;c)在0.2、0.5、1.0和2.0 mA电流下的倍率能力图。d)放电电压和充电电压曲线;e)0.5 mA长期循环试验中的循环性能曲线。综上所述,本研究提出了一种新型的双碱/Na[OTF]Cs[TFSA]IL电解质,该电解质适用于150°C下的钠硫电池。Na[OTF]-Cs[TFSA]IL具有良好的物理化学性质,5.1V宽的电化学窗口,以及良好的热稳定性和化学稳定性,使其成为所提出的双电解质体系的合适组分。通过在对称Na/BASE/Na电池上进行400次循环的沉积-溶解实验,验证了固液混合平板电池中BASE的可靠性。所提出的双结合不仅通过碱的选择性钠传导阻止了聚硫醚穿梭效应等,而且还通过IL增强了正电极的反应性。相应地,ITNa-S电池达到795mAh(g-S)−1的高可逆容量,在0.1mA(电极面积:0.785 cm~2)下表现出显著的S利用率。在长循环试验中,在0.5 mA下循环1000次,平均容量为381mAh(g-S)−1,平均库仑效率为100%。(文:SSC) 赞 (0) 相关推荐 徐茂文&汪国秀&陈育明Nature子刊:Fe3N/碳电催化剂有调节多硫化物增强Na-S电池性能 通讯作者:陈育明:汪国秀:徐茂文 通讯单位:麻省理工学院:福建师范大学:悉尼科技大学:西南大学 室温钠硫电池的实际应用受到硫利用率低.倍率能力不足和循环性能差的阻碍. 为了规避这些问题,西南大 ... 余彦/白晋涛AM:Mo2N-W2N异质结嵌入球形碳超结构用于多硫化物电催化剂助力高性能室温钠硫电池 文章信息 Mo2N-W2N异质结嵌入球形碳超结构用于多硫化物电催化剂助力高性能室温钠硫电池 第一作者:张世鹏 通讯作者:姚雨*,白晋涛*,余彦* 单位:西北大学,中国科学技术大学 研究背景 室温钠硫电 ... 对比分析6种不同烟气脱硫工艺的副产物处理和处置方法 来源:<河北冶金> 作者:王建华 王东等 摘要:常用的烟气脱硫工艺有钙法.氨法.镁法.钠法.海水法.活性炭法,工艺不同副产物的种类和状态也不相同.脱硫副产物的出路是脱硫工艺选择的重要参考因 ... 初高中化学衔接:元素族的学习 初高中化学衔接 元素族的学习 -----掌握典型进行类比 记忆特殊注意对比 初中化学简单地介绍了几类物质的性质,是学习化学的入门课程,而高中化学的课程编排遵循了人们认识化学的规律--以族为单位进行学 ... 查尔默斯理工大学Vincenzo Palermo课题组--“Janus”石墨烯堆栈电池中 Na+的可逆嵌入实时成像 与其余金属相比,钠不能嵌入石墨中,阻碍了这种低成本.丰富的元素在可充电电池中的使用.在这里,我们报告了一种用于 Na+存储的纳米石墨状负极极,由仅在一侧功能化的堆叠石墨烯片形成,称为 Janus石墨烯 ... Theranostics | 日本大阪大学:一种用于单细胞荧光颗粒酶B测定分析的微流控平台 (1区 IF=8.063) 编译:暖阳,编辑:十九.江舜尧. 原创微文,欢迎转发转载. 日本大阪大学工学研究所Eiichi Tamiya 和Masato Saito等人于2019年7月24日接收,并将于2020年1月1日在医学国 ... 2019年日本京都大学入学考试理科数学试卷解析 2019年日本京都大学入学考试理科数学试卷解析 2021-10-06 05:58·华数在线 京都大学创办于1897年,是日本第二所国立综合高等学院,是世界顶尖高校,其自主招生考试起源于1961年,截至 ... 【日本趣闻】日本京都大学有人COS奥尔加团长半身像,网友吐槽不是第一次了 日本的京都大学是一所名校,属于全球顶尖的大学,学校出过十几个诺贝尔奖得主,可以说能考上这所大学的学生们都属于学霸.不过,学霸们虽然成绩好,但是在日常生活中可不是只会死读书读死书的书呆子,有时候玩起来可 ... 【火腿专题】475根八木天线、46.5MHz和1000kW,探秘日本京都大学天文台 <使用475个交叉Yagi天线,频率为46.5 MHz,输出功率惊人的1000 kW>每年一次机会!11月9日星期六,京都大学举办"Shigaraki MU Radar Tour ... 日本京都西阵织究竟是怎样的一种织物? 西阵织是具有代表性的京都传统工艺品,从最初的丝线加工开始到完成,约有20余道工序.其传统纹饰体现了日本民族对四季流转的细腻体察,以及对生命时光生发的珍惜之情.西阵织犹如一首温婉的和歌唱响了几个世纪,而 ... 书评:一种新型的大学语文慕课教材 评<大学语文十六讲> 即将在<汉字文化>2021年第12期发表 摘 要:<大学语文十六讲>是根据韩山师范学院大学语文慕课十六讲的内容编写而成,这是一种新型的慕课教材 ... 日本140名警察突袭京都大学,调查左翼运动,西方媒体罕见沉默|日本|大学|京都|左翼 据日本媒体报道,140名警察突袭京都大学(Kyoto University),逮捕支持左翼运动的一名26岁男子. 当地时间6月24日,警方突击搜查了京都大学的一个宿舍,引发了学生的激烈抗议. 据报道, ... 日本医学留学之京都大学 近年来,越来越多的同学都到日本留学,所以选校对于留学生来说也是一个很重要的环节.京华小编今天就来给大家介绍具体介绍日本的京都大学,希望对想去日本留学的同学们有帮助. 京都大学是一所本部位于日本京都市左 ... 日本这所大学排名没有清华北大高却出了11位诺贝尔得奖者(京都大学有自由的学风远离了政治为潜心治学提供了一个非常理想的场所) (京都大学有自由的学风远离了政治为潜心治学提供了一个非常理想的场所) https://m.toutiao.com/is/evbtfV6/ 三位2019诺贝尔化学奖获得者 值得一提的是,在今年获得诺贝尔 ...