17年專注鋰電池定製

電動(dòng)自(zì)行車用3.7v全固態鋰電池優(yōu)缺點比較

來源:邦立威(wēi)    2020-03-03    點擊量:172

清華大學張強教授Adv. Mater.: 不對稱空氣陰極設計增強高性能鋅空氣電(diàn)池中的界麵電催化反應

在鋅空氣電池(ZABs)中,空氣陰極(jí)由親水性基底上的氧電催化劑和疏(shū)水性氣體擴散層(GDL)組成,以促(cù)進氧還原反應(ORR)和析氧反應(OER)。然而,在空氣陰極中,涉及氣體的電化學反應(yīng)主要發生在固體電催化劑、液體電解質和氧之間的多相界麵(miàn)區域,這意味著隻有界麵區(qū)域的(de)可接觸電催化劑才能完全發揮其作用。因此,要有效利用具有高內在活(huó)性的電催化劑,就必須要有一個具有豐富而穩定的電催化活性位點多相界麵。盡(jìn)管如此,空氣陰(yīn)極的界麵工程卻很少受到重視。傳統的空氣陰極通過滴注或噴塗的方法在疏水GDL表麵加載親水性雙功(gōng)能(néng)電催化劑層,以構建多相反應界麵(miàn),然而,這種陰極(jí)結構提供的是一個近2D的多相界麵,它被限製(zhì)在電催化劑層和(hé)GDL之間的狹窄空間內。由於(yú)這一二維界麵僅能接觸到位於GDL表麵附近的一(yī)小部分電催(cuī)化(huà)劑,因此大多數催化位點不能做出實際貢獻,而且即使是功能性的活性位(wèi)點也(yě)存在著(zhe)反應界麵的接觸不良,在氧化還原反應過程中容易落入電解質中(zhōng)。

邦力威鋰電池的靜態電阻和動態電阻區別
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為了克服二維反應(yīng)界麵的局限性,清華大學張強教授課題組首次提出了一種增維界麵策略,其核(hé)心思(sī)想是將原來的二維多相界(jiè)麵向GDL方向進行擴展,在GDL內(nèi)部構造一個(gè)三維(wéi)多相反應界麵。與(yǔ)局限於GDL表麵的2D界麵相比,3D反應界麵由於其擴(kuò)展的相互連接界麵結構,因此可以顯(xiǎn)著增加活性中心的數量,即使一些電催化劑脫(tuō)落並在三維界麵區域內,它們仍然能夠發揮作用。在此基礎上,作者設計出一種不對(duì)稱的空氣陰極,以(yǐ)增加活性中心,加速(sù)傳質,並產(chǎn)生動(dòng)態穩定的反應界麵。利用NiFe層狀雙氫氧(yǎng)化物作為電催化劑,基於不對稱陰極的ZABs可提供較(jiào)小的充放電電壓間隙(5.0 mA cm?2時為0.81 V)、高(gāo)功率密度和優異的循環穩定性(超(chāo)過2000圈)。

邦力威鋰電,17年專注鋰電池定製

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