不含金属的过渡充电所有的有机钾电池

最近在一篇文章发表在开放获取期刊先进的科学欧洲杯线上买球,研究人员讨论了高温的发展,电池充电,所有的有机,充电快钾。

研究:充电快、耐高温有机钾可充电电池。图片来源:罗伊图片/ Shutterstock.com

背景

电池可持续的发展促使了重要的过渡到低碳经济的要求。现代锂离子电池(LIBs)无法满足这些标准。利用新架构建立在可持续和丰富的有机电极材料(oem)和创建绿色和可持续的电池技术超越填词是必要的,以解决这个问题。欧洲杯足球竞彩钾可充电电池(反应器)是一个可能的替代品。

以及在能源和环境的可持续性差,商业库无法满足要求,高温和充电快应用程序。能源存储设备被广泛使用,充电快,必须开发高温反应器作为填词的替代品。oem厂商可以用来充电快,高性能和高温反应器。所有的有机高温反应器反应器都是优秀的候选人。由于原始设备制造商的高灵活性,即使在保持结构完整性快速高温离子/电子转移。

充电电池故障可能由于挥发性有机溶剂气体处理在商业电解质和固体电解质界面的不稳定性(SEI)在高操作温度。因此,创建先进的oem和有机电解质对反应器至关重要,可以快速充电和在高温下运行。

所有的有机电池示意图说明和氧化还原反应。一)钾有机可充电电池的示意图;b)在有机氧化还原反应阳极和阴极在充电/放电。图片来源:秦K et al .,先进的科学欧洲杯线上买球

关于这项研究

在这项研究中,作者讨论了充电快和高温反应器的发展没有任何过渡金属。这是丰富的和可持续的oem和钾资源做的。减少OEM解散,容纳巨大的体积变化,改善电极电导率,并创建稳定的固态电解质界面中所有的有机反应器,n型石墨烯(NG)和2.8钾方法(KPF6)二甘醇二甲醚(DEGDME)电解液使用。

团队发现,强化表现出极其稳定,快充所有的有机电池在室温下,发表了高特定容量188.1 mAh g¹马在50克¹和特殊的6000年和50000年的循环寿命周期在1和5 g¹,分别。的high-mass-loading所有的有机离了高速能力2 g¹和长寿命500次70 - 100°C。提高导电率,适应巨大的体积变化,并保持有机电极的结构完整性,采用高导电NG在阴极和阳极的所有的有机复审委员会。

研究人员说明,由于低波动性DEGDME和高沸点162°C,以及稳定的K的生产₂有限公司₃和KF-rich SEI,高度集中电解质称为2.8 KPF6 DEGDME,是用来进一步提高性能的有机反应器。高温和充电快全部的有机离保持稳定,稳定的电解质和SEI是至关重要的。所有的有机的高温强化电化学中的表现令人钦佩的100^oC和10 g的快速充电率¹。所有的有机的反应器的特殊性能在不利条件下通过胺之间的可逆的氧化还原反应,carbonyl-based阳极和阴极。

所有的有机电化学性能的强化与高质量负载在高温下。)选择充电/放电曲线和b)循环稳定的有机反应器在80°C 200毫安的电流密度下g⁻¹。c)率的能力所有的有机高温反应器。d)循环稳定的有机反应器在高温下的电流密度下1 g⁻¹。e)两个红色LED灯和f)一个小风扇由所有的有机反应器≈90°C。图片来源:秦K et al .,先进的科学欧洲杯线上买球

观察

从70年到100°C,阿宝的实力₄^{3 -}峰值保持常数。研究结果表明,阴极电解液界面(CEI)由磷酸盐、有机氟化物,KF,所有这些显示异常稳定甚至在温度高达100°C。聚苯胺(PANI) / NG阴极展出更多比tetrahydroxy-1结构完整性,4-benzoquinone盐钾(真沸点)/ NG阳极。

真沸点/ NG粒子继续在1欧洲杯猜球平台00°C和微型结构表现出没有明显裂缝,但是表面是粗糙和小洞,这表明一个更不稳定的复合结构和SEI层温度。此外,经过长时间的循环,所有的有机反应器的平均CE 1 g¹和80°C是99.8%。一个可逆容量99.9 mAh g¹500次后仍能保持。所有的有机的反应器实际能力保留77.13%,87.08%,66.28%,500年周期在90年,80年,和100°C。所有的有机的反应器提供了较高的比容量价值188.1 mAh g¹马在50克¹质量负载和房间温度低1.8毫克厘米²。

优越的循环寿命达到50000年和6000年的周期,在高电流密度5和1 g¹,分别。在高温和高质量负载值的6.5毫克厘米²优秀的电化学性能的维持。所有的有机的遥控按钮显示良好的充电快和高温电池性能与快速充电2 g¹和一个长寿命在70 - 100°C。

扫描电镜的图像真沸点/ NG阳极经过20周期200毫安的电流密度下g⁻¹在70°C, b) 80°C, C) 90°C, 100°C和d);C 1 s、O 1 s和F 1 s的XPS谱真沸点/ NG阳极经过20周期200毫安的电流密度下g⁻¹e) 70°C、f) 80°C、g) 90°C, h) 100°C。图片来源:秦K et al .,先进的科学欧洲杯线上买球

结论

总之,本研究显示出高温、充电快,所有的有机离聚苯胺和阳极与阴极的真沸点/ NG。结果表明,它是可行的创建充电快和高温电池使用可持续和oem和钾资源丰富。所有的有机的反应器、真沸点有机阳极材料,聚苯胺在恶劣的情况下创建并加上。

所有的有机的反应器进行更好的电化学原理,特别是在严酷的条件下,当NG和2.8 KPF6-DEGDME电解液被用来减少OEM解散,容纳巨大的体积变化,改善有机电极的导电性,创建稳定的电极/电解质界面。

作者提到,快充的发展,耐高温,环保电池是可能的结果的结果。他们相信该细胞架构所示本文带来了很多希望的实际使用环境友好型电池在严酷的环境下。

引用

秦,K。奥尔金市中心,K。黄,J。,等。充电快、耐高温有机钾可充电电池。先进的科学欧洲杯线上买球(2022)。https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202106116。

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