南洋理工颜清宇/西安工大陈建EnSM:层压锡铝负极实现实用水系铝电池 2024年1月30日 下午7:55 • 头条, 干货, 顶刊 • 阅读 9 水系铝金属电池(AAMBs)利用丰富的铝及其高能量密度,已成为前景广阔的储能设备。然而,AAMBs面临着一些挑战,如充电期间铝沉积不成功或负极可逆性差、钝化层形成以及氢进化反应(HER)竞争等。缓解这些问题的一个可行方法是引入外来金属与铝相互作用。 在此,南洋理工大学颜清宇,西安工业大学陈建等人选择具有适当的标准还原电位(-0.13 V)、功函数(4.42 eV)以及与Al良好兼容性的Sn作为改性剂。首先在三电极测试后确定了在Sn基底上沉积Al的可行性,但容量较低。 为了进一步增加Sn和Al之间的接触界面,作者采用可扩展的折叠和滚动方法制备Sn-Al层压电极(Sn@Al)。其中Sn@Al异质结构可以有效促进Al剥离/镀层,降低内阻。Sn@Al电极在对称电池中表现出超过900小时的稳定循环,并且与AlxMnO2或KNHCF正极结合时在全电池中表现出优异的性能。为了进一步增强Sn@Al负极,该工作采用聚合物涂层来抑制HER。与第10次循环相比,P-Sn@Al||KNHCF电池700次循环后显示出82%的容量保持率。 图1. Sn@Al和Al电极剥离/电镀的示意图 总之,该工作提出了一种可扩展的折叠-轧制方法来制备Sn@Al电极。具体而言,Sn具有适当的标准还原电位(E = 0.13V)、功函数(φ= 4.42 eV)以及与Al的兼容性,使其适合于Al欠电位沉积并增强Al可逆性。此外,局部Al/Sn电偶的形成有效地促进了Al剥离,改善了电荷转移动力学。因此,Sn@Al对称电池表现出显著的稳定性,稳定循环超过900小时。当与AlxMnO2正极配对时,与裸Al全电池的1.2 V相比,Sn@Al全电池表现出1.5 V的改善电压平台。 此外,它实现了高达95 %的库仑效率和更高的容量(75次循环后为177 mAh g−1,而裸铝全电池仅剩余53 mAh g−1)。为了进一步提升Sn@Al负极性能,可以采用聚合物涂层来抑制HER。尽管聚合物涂层可能会引入一定阻抗并对动力学性能产生影响,但它能够有效阻碍质子的传输,从而保护表面免受HER和腐蚀。经过700次循环后,P-Sn@Al||KNHCF电池显示出82%的容量保持率。因此,抑制Al钝化并通过涂层提供保护,以维持活化和钝化之间的平衡,是实现可逆Al负极的有效途径。 图2. 全电池的电化学性能 Laminated Tin–Aluminum Anodes to Build Practical Aqueous Aluminum Batteries, Energy Storage Materials 2023 DOI: 10.1016/j.ensm.2023.103141 原创文章,作者:科研小搬砖,如若转载,请注明来源华算科技,注明出处:https://www.v-suan.com/index.php/2024/01/30/2dee1c414f/ 电池 赞 (0) 0 0 生成海报 相关推荐 刘清朝/卢有彩/徐吉静ACS Catalysis:不对称催化位点驱动锂氧电池LiOH化学! 2024年4月27日 电池日顶刊集锦:张宁、乔世璋、陈立宝、符若文、王强、黄少铭、陈立桅等成果! 2023年12月4日 王蕾/高瑞廷ACS Nano:构建超亲水性CoFe分散水凝胶,提升PEC水分解活性和稳定性 2023年11月14日 华科李会巧AEM:Zn取代实现锂离子电池的高倍率Ge1-xZnxP固溶体负极 2022年12月5日 中南侯红帅Nano Energy:石墨烯量子点使无枝晶锌离子电池成为可能 2023年10月12日 如何在MoS2惰性基面创造众多活性位点,提高HER效率? 2023年11月21日 发表回复 请登录后评论...登录后才能评论 提交