17年專注鋰電池定製(zhì)

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來源:邦立威(wēi)    2020-04-13    點擊量:199

清華大學(xué)張強教授Adv. Mater.: 不對稱空(kōng)氣陰(yīn)極設計增強高性(xìng)能(néng)鋅空氣電池中(zhōng)的界麵電催(cuī)化反應

在鋅空氣電池(ZABs)中,空氣(qì)陰極由親水性基底上的氧(yǎng)電催化劑和疏水(shuǐ)性氣體擴散層(GDL)組成,以促進氧(yǎng)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(shēng)在固體電(diàn)催化劑、液(yè)體電解質和氧之間的(de)多相界麵區域,這意(yì)味著隻有界麵區域的可接觸電催化劑才能完全發揮其作用。因(yīn)此,要有效利用具有高內(nèi)在活性的電催化劑,就(jiù)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。盡管(guǎn)如此,空氣陰極的界麵工程卻很少受到重視。傳統(tǒng)的空氣陰極通過滴注(zhù)或噴塗的方法在疏水GDL表麵(miàn)加載親水性雙功能電催化劑層,以構建多相反應界(jiè)麵,然而,這種陰極結構提供(gòng)的是一個近2D的多相界麵,它被限製在(zài)電催化劑層和GDL之間的狹窄空間內。由於這一二維界麵僅能接觸到位於GDL表麵附近的一小部分(fèn)電催化劑,因(yīn)此大多數催化位(wèi)點不能(néng)做出實(shí)際貢(gòng)獻(xiàn),而且即使是功能性的活性(xìng)位點也存在著反(fǎn)應界麵的(de)接觸不良,在氧化還原反(fǎn)應過程中容易落入電解質中(zhōng)。

邦力威鋰電池的過(guò)放電,會對鋰電池的壽命影響非常大
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邦力(lì)威鋰電池的放電倍率有1C,2C,3C,5C,10C

為了克服二維反應界麵的局(jú)限性,清華大學張強教授(shòu)課題組首次提出了一種增維界麵策略,其核心思想是將原來(lái)的二維多相界麵向GDL方向進行擴展,在GDL內部構造一個三(sān)維多相反應(yīng)界麵。與局限於GDL表麵的2D界麵相比,3D反應界麵由於其擴展的相互連接界麵(miàn)結(jié)構,因此(cǐ)可以顯著增加活性中心的數量(liàng),即使一些電催化劑脫(tuō)落並在(zài)三維(wéi)界麵區域內,它們仍然能夠發揮作用。在此基礎上,作(zuò)者設計出一種不對稱的空氣陰極,以(yǐ)增加活性中心,加速傳質,並產生動態穩定的反應界麵。利用NiFe層狀雙(shuāng)氫氧化物作為電催化劑,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(超過2000圈)。

邦力威鋰電,17年專注鋰(lǐ)電池定製

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