Wiley电化学能源材料类封面文章选读(2020.7第四周)

本文介绍了2020年7月第四周发表在AdvancedSmall系列期刊上涉及电化学能源类部分封面文章,包括文章的内容精炼、封面解读、原文链接。欢迎阅读、参考!

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瑞士苏黎世联邦理工学院(ETH Zürich)Vanessa Wood教授团队在Advanced Energy Materials上发表了一种表征锂离子电池电极微观结构的多模式成像技术。该技术结合了高分辨叠层X射线断层显像(high-resolution ptychographic X-ray computed tomography)和高对比度透射X射线显微成像(transmission X‐ray tomographic microscopy),对新制和充放电使用后的硅/石墨电极进行了三维成像。所获图像中包含活性物质、炭黑-粘结剂、固态电解质界面区域分布信息,可为研究活性物质颗粒在电极中的位置对电荷分布的影响提供一手实验数据。

【封面解读】封面展示了一幅硅/石墨电极形貌示意图。图下方形貌呈网格化,表明上部形貌是通过本文报道的成像技术分析构建而来。

原文链接https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/aenm.201904119

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德国明斯特大学(University of Münster)Simon Dühnen博士及Martin Winter教授团队于Small综述了锂离子电池的可持续发展。当前电池的设计与制造除了考虑电池的成本和储能性能外,还越来越重视原材料获取、电极材料制造、电池组生产、电池应用、电池二次利用和回收等对环境产生的影响。该综述涉及锂离子电池结构基元(电极、电解液、隔膜、其他非活性物质)绿色化、电极制备方法绿色化、电池回收再利用技术和未来设计对环境友好电池策略的展望。此外,文章还简要评述了锂金属电池(包括锂-硫电池)和其他离子电池(如钠离子、钾离子、双离子电池等)绿色材料的研究现状。

【封面解读】通体绿色、长满植物的电池代表环境友好的绿色电池概念。放大镜中的天平朝各绿色环保指标倾斜,表明它们比电化学性能指标更重要。远处的阳光和风力发电机暗示了绿色电池可用于存储太阳能或风能转化而来的电能,从而构建完整的清洁能源转化-收集系统。

原文链接https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/smtd.202000039

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韩国仁荷大学(Inha University)Keun Hyung Lee教授和韩国汉阳大学(Hanyang University)Won Cheol Yoo教授带领的研究团队在Advanced Functional Materials上展示了一种具有规整、连通介孔结构的多孔炭电极。该电极通过将二氧化硅颗粒阵列浸入糠醇溶液中,经炭化和移除模板步骤制备而成。电极材料的独特孔结构使得离子液体凝胶电解质能充分接触电极表面,从而提升电极电容。本工作发现电极的介孔孔径(而非比表面积)才是电容和倍率性能决定因素。该实验结果证实了凝胶电解质在多孔电极中的缓慢浸润是制约含凝胶电解质的超级电容器性能的原因。

【封面解读】黑色骨架代表所报道的介孔炭电极。白色小球为凝胶电解质中的离子。成列、快速移动的小球表明介孔炭电极的孔结构有利于离子在电极中快速扩散。下部城市模型可能代表存储的电能供给城市使用。

原文链接https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adfm.202002053

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加拿大蒙特利尔理工学院(Polytechnique Montréal)研究团队在Advanced Functional Materials上报道了一种可自修复的导电水凝胶。凝胶导电成分为聚乙撑二氧噻吩-聚(苯乙烯磺酸盐)(PEDOT:PSS),基质为聚乙二醇(PEG)。PEG增强了凝胶柔性,使其不易断裂。此外,原位成像技术表明该凝胶的自修复功能可能得益于裂纹能被周围凝胶迅速流回填充、修补。

【封面解读】通过点亮的灯泡和电线表明水凝胶能导电。凝胶断裂处的“藕断丝连”对应了凝胶自修复特点。背景的电路板可能指代自修复水凝胶的潜在应用领域。

原文链接https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adfm.202002853

作者:刘田宇