中国高起点新刊——Carbon Energy2021年第六期上线

Carbon Energy Carbon Energy 2022-09-16

收录于合集 #每期集锦 16个

■ 2021年11月，Carbon Energy第三卷第六期正式上线。

■ 本期由浙江大学吕建国教授、浙江师范大学胡勇教授、清华大学深圳研究院贺艳兵教授、东北大学祝红丽教授、北京石墨烯研究院魏迪教授、澳大利亚格里菲斯大学张山青教授、德国亥姆赫兹柏林能源与材料研究所徐耀林教授、韩国基础科学研究所Heejin Kim教授和我们分享碳能源的美妙世界，共有4篇综述文章和4篇研究论文。

■ 全部论文均为开放获取，可免费阅读全部文章。点击文末“阅读原文”，即可进入Carbon Energy 2021年第六期主页下载阅读并引用所有文章。2021年Carbon Energy文章及封面免费发表，欢迎大家投稿。

■ Carbon Enregy纸质版已在国内发行，邮发代号为32-280，欢迎至各地邮局或中国邮政微邮局公众号报刊订阅栏目订阅。

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RESEARCH ARTICLE

浙江大学叶志镇院士团队的吕建国课题组提出了一种具有普适性的能够高效调控多硫化物吸附能力的多孔碳(PC)/Cu₃P材料，研制出超稳定高温锂硫电池。基于茶花花粉衍生的多孔碳（CPC），形成的CPC/Cu₃P/S电极在0.1C下表现出1205.6 mA h g^-1的高比容量，在1C下充放电次循1000环后，衰减率仅为每圈0.038%，初始库仑效率高达98.5%。CPC/Cu₃P 锂硫电池可在高温下正常工作，即使在150℃环境中1C电流密度下，仍具有高达545.9 mA h g^-1的放电比容量。PC/Cu₃P合成方法对不同种类花粉具有普适性，有望成为超稳定高温锂硫电池的理想硫载体。

RESEARCH ARTICLE

浙江师范大学胡勇教授和吴西林副教授提出了一种简便的仿生酶诱导方法，通过锰卟啉作为Mn源合成了锚定在超薄碳纳米片上的吡咯型Mn-N₄位点催化剂(PT-MnN₄)。通过使用高角度环形暗场扫描透射电子显微镜(HAADF-STEM)和X射线吸收光谱(XAS)证实了单原子吡咯型Mn-N₄位点。通过性能测试与DFT模拟计算，证明了该精确调节的PT-MnN₄位点在整个pH范围内具有优异的ORR催化活性。此外，使用Mn-N₄ SACs作为阴极组装的锌空电池还表现出大的峰值功率密度和稳定的放电曲线。

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REVIEW

清华大学深圳研究院贺艳兵团队关于全固态锂电池阴极/电解质界面结构的研究进展展开综述。本综述讨论了构建一种具有室温高离子电导率、长时间循环过程中稳定的界面接触、自由的空间电荷区以及与高压阴极良好兼容性的全固态锂电池阴极/电解质界面结构。研究人员总结了全固态锂电池阴极/固态电解质界面的主要难点，讨论了氧化物、硫化物和聚合物固态电解质与不同阴极的界面问题。

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REVIEW

东北大学祝红丽教授团队全面总结了不同尺寸碳材料的优势和性能及其在电化学储能中的应用。强调了碳结构的重要性以及材料结构与电化学性能之间的关系。

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RESEARCH ARTICLE

北京石墨烯研究院魏迪教授团队报道了一种集成化设计的电极/氧化石墨烯改性纤维凝胶电解质（GO-GPEs）。采用具有高介电常数的聚偏氟乙烯-三氟乙烯-氯氟乙烯为基体材料，有利于提高凝胶电解质的离子电导率和离子迁移数等电化学性能。同时，采用具有丰富含氧官能团、优异热稳定性和阻燃性能的GO对凝胶电解质改性，在进一步提高凝胶电解质电化学性能的同时提高了其热稳定性和阻燃性。同时，采用静电纺丝法将凝胶电解质直接纺在电极表面，制备出一体化结构的电极 GO-GPEs，使得电极与GO-GPEs之间具有优异的界面亲和性。采用GO-GPEs制备的柔性LIBs，在25℃下1C倍率循环1000次后，其容量保持率高达82.9%。更重要的是，在160℃的高温下，LIBs也可以正常放电并点亮绿色发光二极管。

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REVIEW

澳大利亚格里菲斯大学张山青教授团队全面总结了不同功能添加剂在改善聚合物固态电解质的电化学和机械性能中的应用。作者回顾了添加剂在聚合物电解质中的作用，重点介绍了添加剂的作用机制和效果。这些功能添加剂在提高离子电导率、增加离子转移数、提高高压稳定性、提高机械强度、抑制锂枝晶和降低可燃性方面具有显着优势。此外，本文总结了功能添加剂在高电压正极、锂硫电池和柔性锂离子电池中的应用。最后，提出了未来的研究前景，以及在聚合物添加剂中尚未解决的技术障碍和关键问题。

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REVIEW

德国亥姆赫兹柏林能源与材料研究所徐耀林团队讨论了碳材料应用在锂金属负极研究中的几个主要的作用：（1）提供锂金属沉积的载体，（2）调制锂离子流以达到均匀的金属沉积，（3）稳定锂金属负极的界面层。文章特别讨论了碳材料在无负极锂金属电池和固态锂金属电池中的应用，同时展望了碳材料应用于锂金属负极仍然存在的挑战。

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RESEARCH ARTICLE

韩国基础科学研究所Heejin Kim，汉阳大学Won Bin Im与全南大学Young-Si Jun通过利用二维层状硅氧烷（2DSi）作为多功能正极材料来解决固定多硫化锂的技术挑战。2DSi中形成了丰富的羟基（或氧）官能团，形成高度亲多硫化物的表面，这可以增加2DSi与有机电解质的润湿性，并实现可逆的吸附/解吸。在含有2DSi添加剂的材料中，电池可在高硫负载条件下（10 mg S cm⁻²)，循环稳定200次循环。

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