電化學儲能研究獲進展

　　近日，陜西科技大學材料科學與工程學院（文物保護科學與技術學院）碳基功能材料創新團隊在電化學儲能研究領域取得進展，相關研究成果發表于Advanced Materials上。

　　這種超薄的HEA層為無枝晶負極提供了一種創新的親鋰材料體系。（課題組供圖）

　　開發無鋰負極以抑制鋰枝晶形成并提供高能量密度的鋰電池一直備受矚目。然而，疏鋰界面和非均勻鋰沉積成為實際應用中的難題。在這項研究中，采用了熱力學驅動的相變方法來制備了一種20nm超薄高熵合金（HEA-NiCdCuInZn）薄膜結構。該高熵合金中不同組成元素之間的雞尾酒協同效應實現了多種鋰離子傳輸路徑和豐富的活性位點。這些具有梯度吸收能（-3.18~-2.03 eV）的活性位點有利于選擇性結合鋰離子，從而為均勻鋰成核提供低勢壘。同時，多個傳輸路徑促進了鋰離子的擴散行為和均勻的鋰沉積。基于此，對稱電池在60mA cm-2/60 mAh cm-2的高負載下運行超過7200小時。此外，采用HEA/C負極和NCM-811正極材料組成的全電池在1C下的平均CE為99.5%。該負載HEA NPs的HEA層具有超薄、超致密、易于制備等優點。這種超薄的HEA層為無枝晶負極提供了一種創新的親鋰材料體系，推動了高熵材料在先進電池中的應用并為進一步提升鋰電池性能具有指導意義。