Wiley电池类封面文章选读(2020.9第一周)

本文总结了2020年9月第一周发表在Advanced系列和Small期刊上的部分有关电池类封面文章,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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新加坡南洋理工大学(Nanyang Technological University)率领的科研团队报道了一种生长在碳纳米管纤维上的含硫氧化铁纳米线阵列(S-Fe2O3 NWAs)。第一性原理计算显示硫掺杂将氧化铁的带隙从2.34 eV降至1.80 eV,因而提升了Fe2O3 NWAs电导率并使其展现出优异的电化学储能性能。作者们将S-Fe2O3 NWAs(负极)与氢氧化镍附着的锌镍钴氧化物(正极)制备为可穿戴NiCo-Fe纤维电池,其面积电容量与体积能量密度分别达到0.46 mAh/cm2和67.32 mWh/cm-3

【封面解读】封面构图层次分明。远处帆船的帆由本文报道的NiCo-Fe纤维电池织成,为船头灯供电。近处女子的披风也由NiCo-Fe纤维电池组成,为手中的“灯笼”供电。封面结合了中国水乡元素与可穿戴电池概念。

原文链接https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/aenm.202001064

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泰国Vidyasirimedhi科学技术研究所(Vidyasirimedhi Institute of Science and Technology)Pichaya Pattanasattayavong博士及其同事探究了乙硫醚配位对硫氰化铜(CuSCN)薄膜形貌的影响。实验结果表明,合成所用溶剂——乙硫醚会与CuSCN (001)和(100)晶面配位。当乙硫醚与CuSCN的比值越大,所得CuSCN晶体尺寸愈小,薄膜平整性愈差。将与乙硫醚不互溶的四氢呋喃或丙酮滴在CuSCN表面上并在氮气氛围中100 °C加热30 min后可形成CuSCN均匀薄膜。所得薄膜的空穴迁移率从0.01 cm2/(V s)提升至0.05 cm2/(V s),有利于制备太阳能电池或发光二极管等光电器件。

【封面解读】画面上方为CuSCN六棱柱晶体结构,点明了本文研究对象。下方平台上摆放数个棱柱晶体,代表CuSCN薄膜。空穴(蓝色发光球)在薄膜表面快速传导,对应了规整薄膜中空穴迁移率大的特点。

原文链接https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adfm.202002355

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韩国能源研究所(Korea Institute of Energy Research)Joo Hyung Park博士及其同事报道了一种柔性透明薄膜太阳能电池。该电池的光吸收层为厚度小于500 nm的Cu(In1-xGax)Se2(CIGSe)膜。由于CIGSe薄膜被沉积在透明且柔性的极薄玻璃基底上,因而所制备的太阳能电池透明度高、质轻柔软。1.3 sun光照强度下,电池的双面光电转换效率为13.23%,高于沉积在刚性钠钙硅玻璃上的CIGSe薄膜构成的太阳能电池(11.90%)。

【封面解读】画面主体为CIGSe薄膜组成的柔性透明太阳能电池。电池从轧膜机的轧辊中卷出,显示出器件柔性与可大规模生产的潜力。入射光在右上方射入薄膜内并产生电流,对应了光伏应用。

原文链接https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adfm.202001775

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韩国高丽大学(Korea University)Young Soo Yun教授及韩国仁荷大学(Inha University)Hyoung-Joon Jin教授课题组探究了硬碳负极结构与电解液类型对钠离子电容的影响。所得结论包括:1)硬碳负极的低电势平台电容与石墨化区域边缘比表面积与底面比表面积的比值及材料密度相关,与电解液类型(碳酸酯类或醚类)无关;2)醚类溶剂化钠离子更易通过硬碳中无规排列的石墨化通道进入电极内部;3)醚类电解液有利于提升电极倍率性能;4)无论碳酸酯类或醚类电解液,负极低电势平台容量来源于Na+被还原为金属钠纳米簇。本文所得结论有望为今后理性设计钠离子电池负极提供参考。

【封面解读】钠离子电池硬碳负极表面有数个蓝色发光球(锂离子)移动,呼应了研究主题。电池导线延伸至万家灯火的远方,象征钠离子电池提供电能。

原文链接https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/smll.202001053

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德国德累斯顿综合纳米科学研究所(Institute for Integrative Nanosciences, Dresden)Minshen Zhu博士及其同事报道了一种具有高能量密度且离子传输距离较短的微型锂离子电池。通过将生长在金箔上的Si-Ge薄膜卷起,并用聚丙烯酰胺凝胶填充间隙提升电极结构稳定性,作者们在1 mm2面积上制备出最大面积电容达1052 µAh/cm2的螺旋电极。此外,该电极与附着在钛线上的金属锂负极结合形成了体积为3 mm3的微型锂离子电池,体积能量密度达12.6 mWh/cm3,居同等体积下微型锂离子电池能量密度前列。

【封面解读】画面主体显示一块整合于电路板中的微型锂离子电池。左上放大图显示了电池结构。

原文链接https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/smll.202002410 (open-access)

作者:刘田宇