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苏州纳米所蔺洪振团队合作AM：原子级串联催化锂金属电池的构筑（图）
蔺洪振 催化 锂金属电池 沉积动力学
2024/4/28
高能量密度锂金属电池（LMB）中往往存在较高的反应和扩散势垒，导致其电化学动力学缓慢，并限制其商业化应用。以转化型锂硫电池为例，锂硫电池正负极电化学过程具有典型的自串联反应特征，包含Li+脱溶剂化到后续的硫物质转化反应或者锂电沉积的反应过程，并形成对应的五种典型的能垒， Li(溶剂)x+去溶剂化、硫物质的氧化和还原、Li+扩散及Li0扩散与成核。在反应过程中，电极/电解液界面处的Li(溶剂)x+首...
随着新型储能系统的飞速发展，对高能量密度及高安全性电池提出了更苛刻的要求，如在低温工作下的稳定运行。安全、经济高效和可持续的水系锌离子电池，作为大规模储能的理想选择被广泛研究。其中，钒基正极材料具有较高的理论比容量（589 mAh g-1）、可调的层状结构和优异的低温电化学性能，为提高长寿命低温锌离子电池的能量密度提供了关键选择。然而，钒基锌离子电池在低温工作环境的应用仍面临极大挑战。具体而言，大...
苏州纳米所蔺洪振团队等AFM：高体积能量密度铝硫电池的构筑、设计与展望（图）
蔺洪振 铝硫电池 构筑 设计
2023/7/20
铝硫（Al-S）电池由于其高体积能量密度、高安全性、低成本以及Al和S元素的高丰度而被认为是可以满足日益增长储能需求的替代品。然而，铝硫电池仍存在许多挑战，如多硫化物转化动力学缓慢、电解液兼容性差和潜在的铝腐蚀和枝晶形成等问题。当前大多数研究都集中在设计或开发合适的基体材料或优化兼容的电解质上，以寻求高性能的Al-S体系，包括：i) 设计高导电性的基体来提高电极电导率；ii) 开发杂原子掺杂的多孔...
为实现“碳中和、碳达峰”的目标，亟需寻找下一代清洁的高能量密度电池。与石墨负极相比，锂金属负极展现出高理论容量（3860 mA h g-1）和低的电位。然而，金属锂的超高反应活性、固体电解质中间相（SEI）的生成与破裂、锂枝晶的产生，导致了低的库仑效率（CE）低，甚至会导致电池内部短路、过热及起火。在前期研究中，中国科学院苏州纳米所蔺洪振团队等构筑人工SEI层调控Li传输以抑制枝晶的形成（Adv....
太阳能驱动的界面水蒸发具有节能性、水处理成本低等诸多优点，基于光热材料的界面蒸发器通常依靠其自身特殊的多孔结构且比表面积大，能够与水体紧密接触，充分利用太阳能，使其成为研究热点。 此外，对界面蒸发器采用亲水涂层或位点修饰的光热材料，也能调控水的分子状态，提升水蒸气产生与效率。然而，就特定的光热材料和体系而言，水蒸气扩散速率严重受到光热材料中孔隙的变化的影响，分布不均及孔径不一的孔隙结构与蒸发水分子...
2023年来，锂离子电池在技术领域不断突破，能量密度已经接近极限，但仍远远不能满足新能源汽车及其他电子设备对高能量密度储能器件的需求。因此，发展更高能量密度的电池体系是亟需面临解决的难题。锂硫电池理论能量密度高达2600 Wh kg-1，大约是锂离子电池的6倍，在电子产品、动力电池等领域具有广阔的应用前景。但硫正极较低的电导率，缓慢的锂离子传输动力学以及多硫化物的穿梭效应导致了电池容量的快速衰减，...
中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所蔺洪振团队合作Nano Lett.：金属单原子催化剂调控锂原子表面扩散动力学实现超高容量无枝晶锂负极（图）
金属单原子催化剂 锂原子表面 扩散动力学 超高容量 无枝晶锂负极
2022/9/2
电动汽车、便携智能电子设备和清洁能源的巨大需求推动了高能量密度电池系统的快速发展。作为众多负极材料之一，锂金属负极具有较高的理论容量和较低的电位(-3.04 V vs. SHE)，可满足高能量密度消费的场景需求。然而，锂沉积过程中随机生长、表面原子扩散缓慢以及不均匀的固体电解质界面相(SEI)导致枝晶的形成和电极粉化，这些问题往往导致锂金属负极的利用率降低并且寿命显著缩短，从而阻碍了锂金属电池的大...
电子设备和电动汽车日益增长的需求激发了人们对获取高能量密度电池的兴趣。锂金属电池(LMBs)具有超高的理论容量(3860mA h g-1)和极低的相对电势(-3.04 V vs. SHE)，将引领下一代可充电电池的发展方向。然而，锂金属表面离子通量分布不均匀、体积变化、固体电解质界面相(SEI)不稳定导致锂枝晶生长不可控，库仑效率且锂利用率较低，甚至存在严重的安全问题。更重要的是，金属锂负极的工业...
储能技术能够改善人们的生活方式，促进便携式智能电子产品到新兴的电动汽车行业的快速发展。金属锂基电池因其高比容量（3860 mA h g-1）和较低的标准电压（-3.04 V vs. SHE）而备受关注。然而，锂金属电池的实际应用仍然面临严峻的挑战，如锂离子溶剂化后的不可控沉积导致锂枝晶生长，体积膨胀致使SEI的反复破裂和修复会不断消耗电解液，使电池的循环寿命缩短甚至出现严重的安全问题。中科院苏州纳...
长续航电动汽车与便携式智能设备的快速发展对可充电二次电池的能量密度提出了更高的要求。目前商业化锂离子电池正极材料的能量密度有限，严重限制了其进一步发展。金属硫化物具有较高的理论比容量（890mA h g-1），可以显著提高锂电池的能量密度。然而，金属硫化物作为电极材料时存在多硫化锂“穿梭”的问题，这会降低电极的容量和库伦效率并缩短电池寿命，严重阻碍了金属硫化物电极的商业化进程。中科院苏州纳米所蔺洪...
中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所蔺洪振团队: 去“硫”本无意，理禅“氮”为桥（图）
Li-N 位点催化 脱锂 转化
2021/9/29
中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所蔺洪振研究员团队王健博士与团队成员共同设计了一种具有催化效应的“Li-N”桥梁位点用于高面积载量正极以激活SORs，并深入阐明了“Li-N”桥梁位点催化促进SORs动力学的机制。利用基体中丰富的本征Li-N键形成催化位点，降低了Li2S的脱锂和多硫化锂转化的能垒，同时提升了锂离子的传递动力学，从而显著降低了电池过程的过电位。
中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所蔺洪振研究团队Nano Letter：护锂英雄有孤胆，空缺之处是我家（SAC-in-Defects）（图）
蔺洪振 Nano Letter 金属 锂电池 可充电 二次电池
2021/4/2
便携式智能器件与长续航动力汽车的发展对可充电的二次电池的能量密度提出了更高的要求。金属锂电池因其高比容量（3860 mA h g-1）和较低的标准电压而备受关注，是理想的高能量密度负极材料。然而，锂金属电池的实际应用仍面临不可控的锂离子动力学问题，如不可控的锂沉积和溶解行为、固态电解质中间相（SEI）界面的反复生成和变形以及体积膨胀等，这会引起严重的锂枝晶问题并缩短锂金属循环寿命。我们在前期的正极...
锂硫电池因其理论容量高、能量密度高以及低成本被视为下一代储能系统。众所周知，锂硫电池中可溶性多硫化锂的穿梭效应与高的转化势垒，阻碍了活性物质的高效利用与商业化进程。锂硫电池正极的主要问题是多硫化物严重的穿梭效应和缓慢的电化学转化动力学。基于前期的结构设计研究（J. Power Sources, 2016, 321, 193；Nano Energy, 2017, 40, 390），在体系中引入高活性...
中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所张跃钢与蔺洪振研究团队在原位构建有序结构的SEI层用于高性能锂金属电池研究方面取得进展（图）
张跃钢 蔺洪振 原位 有序结构 SEI层 高性能 锂金属电池
2020/12/22
便携式智能器件与长续航电动汽车的发展对可充电的二次电池的能量密度提出了更高的要求。当锂负极与硫正极相匹配时，组成锂硫电池的容量高达2600 Wh kg-1，这将适用于未来高能量密度需求的电动汽车。在前期的硫正极研究中，我们从纳米材料结构设计与表面功能化出发（J. Power Sources, 2016, 321, 193；Nano Energy, 2017, 40, 390），制备了不同的活性纳米...
中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所张跃钢与蔺洪振研究团队在高性能锂二次电池研究方面取得系列进展（图）
中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 张跃钢 蔺洪振 高性能 锂 二次电池 充电电池
2020/10/21
随着电动汽车和移动电子产品的发展，当今社会对能源存储与转化提出了更高的要求，继锂离子电池之后，人们对可充电电池提出了更高的要求：高能量密度、高倍率充放电、高循环稳定性。锂硫电池凭借其高能量密度（2600 Whkg-1）、经济环保等优势成为下一代储能体系的有力候选者。然而，一些问题如单质硫与硫化锂的不导电性、多硫化锂中间产物的穿梭效应及充放电过程中体积的变化，降低了锂硫电池的利用率，使得容量衰减迅速...