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顶刊收割机 · 公众号 · · 2024-09-19 07:23

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研究概述

通常，摇椅电池的容量主要取决于阳离子的穿梭。

然而，像铝离子（ Al ³⁺ ）这样的高本征电荷密度金属离子，不可避免地会引起强烈的库仑离子-晶格相互作用，导致可充电铝电池（RABs）实际能量密度低、长期稳定性差。

基于此，2024年9月16日， 北京工业大学 胡宇翔教授/李洪义教授、南京航空航天大学彭生杰教授 在国际期刊 Nature Communications 发表题为《Superlattice cathodes endow cation and anion co-intercalation for high-energy-density aluminium batteries》的研究论文。

在文中，研究人员引入了可调谐的量子限制效应，定制了一系列阴离子/阳离子共（脱）插层超晶格正极，并在RABs中实现了具有额外容量的高压阴离子电荷补偿。

研究表明，优化的超晶格正极具有可调节的范德华间隙，不仅使传统的阳离子（脱）插层变得容易，还能通过额外的阴离子反应激活O ^2- 补偿。

此外，构建的正极在RABs中具有高能量密度（107 W kg ^-1 时为466 Wh kg ^-1 ）和最佳的循环稳定性（在2.0 A g ^-1 下3000次循环后为225 mAh g ^- ¹ ）。

总体而言，涉及阴离子的氧化还原机制克服了传统电极的瓶颈，从而预示着储能系统的巨大进步。

图文解读