高比能和長循環(huán)壽命的me-co電池

網(wǎng)絡藝術(shù)1總結(jié)近年來，煤炭、石油、天然氣等不可替代化石燃料的過度消耗引起了全球能源短缺的擔憂。Me-CO近年來，Me-CO2電池和反應機2.1李家2011年，Takechi等2013年，Archer等表1列出了CO途徑1和2屬于Li2.2na-coArcher等為了進一步證實Na-CO2.3al-co2016年，Archer等這項工作為開發(fā)和固定CO2.4Zn-CO王要兵等2.5常規(guī)的分析技術(shù)Zhang等綜上，在純CO確定放/充電產(chǎn)物對了解潛在的反應機理，優(yōu)化電解質(zhì)和陰極材料/催化劑，進而提高電池性能具有重要意義。常規(guī)的分析技術(shù)主要有:(1)掃描電子顯微鏡(SEM)和透射電子顯微鏡(TEM)用于觀察充/放電前后電極材料和放電產(chǎn)物的微觀形貌;(2)X射線衍射(XRD)進行物相分析和X射線光電子能譜(XPS)分析放電產(chǎn)物的氧化狀態(tài)和組成;(3)紅外光譜(FTIR)和表面增強拉曼光譜(SERS)表征產(chǎn)物化學鍵類型確定其構(gòu)成。此外，一些先進的原位/操作表征技術(shù)對CO3co集合陰極是CO3.1碳化硅材料碳材料由于成本低廉、導電率高、比表面積大、微觀結(jié)構(gòu)和孔隙度可控、缺陷工程和雜原子摻雜引起的表面電子態(tài)可調(diào)等特點，已被廣泛地應用于金屬空氣電池(1)商用碳材料:KetjenBlack(KB)和SuperP，被最早用于CO(2)碳納米材料:石墨烯和碳納米管已被用于Me-CO(3)摻雜碳材料:雜原子摻雜可以調(diào)節(jié)電子結(jié)構(gòu)，通過形成缺陷和官能團，能有效提高電化學活性和電子導電性3.2金屬催化劑貴金屬及其復合材料，由于具有獨特的電子結(jié)構(gòu)和良好的化學/電化學穩(wěn)定性，已被廣泛用于Me-CO3.3高效催化活性盡管貴金屬基材料對放電產(chǎn)物生成/分解表現(xiàn)出優(yōu)異的催化活性，但其成本高、資源稀缺。因此，開發(fā)理想高效的非貴金屬催化劑是解決這些問題的可行策略總之，人們致力于開發(fā)高效的CO4金屬離子的代謝類似于金屬-氧氣電池，電解質(zhì)(液)起著輸送和傳導金屬離子的重要作用，幾乎涉及到電池中的所有反應。合適的電解質(zhì)(液)是高能量密度、長循環(huán)壽命、高安全性電池的關(guān)鍵。目前報道的用于MeCO4.1金屬離子遷移能力好電解液系統(tǒng)的不穩(wěn)定性可能是電池面臨的最大科學挑戰(zhàn)。為了實現(xiàn)金屬離子在電解質(zhì)中的高速穩(wěn)定傳輸，應考慮與有機溶劑有關(guān)的三點:(1)具有高的介電常數(shù)、強的鹽溶解能力，以便于金屬離子可以高效傳輸;(2)在寬的溫度范圍內(nèi)黏度相對較低，對離子遷移的抵抗力很小;(3)具有高的電化學穩(wěn)定性。目前報道的非質(zhì)子液體電解質(zhì)溶劑主要有:酯類、醚類、砜類和離子液體。(1)Takechi等(2)Kang等(3)與極性非質(zhì)子溶劑(如EC、DEC、DMSO)相比，醚基電解質(zhì)被認為是對活性O(shè)(4)離子液體具有揮發(fā)性小、易燃性低、熱穩(wěn)定性高、電化學電位窗口寬等優(yōu)點電解液的性能不僅與溶劑有關(guān)，還與電解液濃度、添加劑等因素有關(guān)。Qiao等4.2電解質(zhì)制造熱為解決液態(tài)電解質(zhì)在實際的電池系統(tǒng)中泄漏、揮發(fā)、電化學性能不穩(wěn)定等問題。2017年，陳軍等開發(fā)高性能的柔性固態(tài)電解質(zhì)有利于實現(xiàn)柔性、耐磨、安全可靠的電源。陳軍等準固態(tài)和固態(tài)電解質(zhì)為解決液體溶劑的易燃性和揮發(fā)性問題提供了機會，尤其對于柔性器件的開發(fā)有廣闊的研究前景。然而，目前準固態(tài)和固態(tài)電解質(zhì)普遍存在室溫離子導電性差、與金屬之間的界面阻抗大等問題。因此，為了獲得高效、穩(wěn)定的電池儲能器件，需要大力合成室溫下高離子電導率、低黏度的固態(tài)電解質(zhì)。4.3基于saog固體電解質(zhì)韓國蔚山國家科學與技術(shù)研究院Kim等最近，本課題組報道了一種基于NASICON固體電解質(zhì)的可逆有機/水混合鈉-二氧化碳電池與非質(zhì)子型電解液或固體電解質(zhì)的Me-CO5影響電池循環(huán)壽命眾所周知，在液態(tài)電解質(zhì)中使用純金屬作陽極，由于金屬離子沉積不均勻，在循環(huán)過程中會形成枝晶，從而導致電池短路;另一方面，金屬陽極與電解質(zhì)或溶于電解質(zhì)的氣體反應生成固體電解質(zhì)界面層(SEI膜)不僅導致電池極化增加，還限制電池的循環(huán)壽命。然而，目前幾乎所有Me-CO2017年，陳軍等總的來說，目前對Me-CO綜上所有研究工作都與電池反應動力學有關(guān)，這直接關(guān)系到Me-CO6金屬陽極的修飾和柔性器件的制造本文簡要系統(tǒng)地總結(jié)了近年來各類Me-CO(1)理論分析和原位表征相結(jié)合，深入了解MeCO(2)預處理金屬陽極和電解質(zhì)改性相結(jié)合，構(gòu)建結(jié)構(gòu)和界面穩(wěn)定的金屬陽極。(3)適當整合具有不同功能的電解質(zhì)組分(添加劑、溶劑)，開發(fā)低揮發(fā)性、良好的電化學/化學穩(wěn)定性、與陽極和陰極良好的相容性的新型液態(tài)電解質(zhì);同時，提高聚合物