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技术方向

能源高分子 最新动态

高分子在能源里的进展:固态电解质与聚合物电解质、电池隔膜与粘结剂、离子传输机理与界面稳定性的进展。

168 条精选近 30 天 168 条共收录 257 条

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精选归档 · 第 3 页

10月21日周三第 41–60 条
  1. Advanced Functional Materials60

    层状聚合物纳米复合介电膜用二维界面纳米涂层实现约37.3 J cm⁻³放电能量密度

    研究设计了一种界面工程化的层状聚合物纳米复合介电膜,在电极与介电层界面选择性组装蒙脱土纳米片(MMT NSs),在相邻介电层之间引入氮化硼纳米片(BN NSs),以抑制漏电流和击穿通道。在所考察的多层结构中,最佳结构在740 MV m⁻¹下实现约37.3 J cm⁻³的放电能量密度,并在200 MV m⁻¹下经60000次循环后放电能量密度变化小于3%。

    推荐理由:原文给出层状纳米复合介电膜在电极侧与层间分别布置二维纳米片后的放电能量密度与循环稳定性数据,可供比较界面设计思路。

  2. Angewandte Chemie International Edition60

    用甜菜碱调控 2PACz 自组装单层,有机太阳能电池效率达 21.07%

    研究将甜菜碱(TMG)引入 2PACz 自组装单层,通过酸碱缔合引发的部分质子转移与两性离子静电作用抑制 2PACz 自聚集、改善溶液分散,并增强其与 ITO 的 P–O–M 配位锚定。

    推荐理由:原文给出甜菜碱调控 2PACz 自组装单层的质子转移与静电机制,并附二元与三元器件效率对照。

  3. Advanced Materials75

    闭孔作为内应力调节单元用于硅碳负极,2 Ah 软包电池循环 1200 次容量保持 80.0%

    研究将闭孔引入杂原子掺杂碳骨架作为内应力调节单元,使氮掺杂硅碳复合材料的可逆容量达 1756.5 mAh g⁻¹、首次库仑效率 90.2%、3 C 下 868.4 mAh g⁻¹,50 次循环后电极厚度膨胀由 38.4% 降至 13.1%。

    推荐理由:闭孔结构把膨胀应力转向颗粒内部,配合杂原子掺杂提升动力学,并给出公斤级批次与 2 Ah 软包电池数据。

10月19日周一
  1. Advanced Materials58

    同步多级组装制备介孔纳米插层型钛酸钠框架负极

    研究报道了一种同步多级组装策略,通过原子尺度阳离子组装与原位生成导电碳网络,合成结构可调的纳米尺寸钛酸钠,并克服高温下制备多金属氧化物纳米晶的困难。所得 M-Na4Ti5O12/C 复合材料在 10 A g−1 下比容量约 115 mAh g−1,在 0.2 A g−1 下循环 1000 次每圈容量衰减低于 0.023%。

    推荐理由:该工作提出同步多级组装路线,把原子尺度阳离子组装与原位碳网络结合,为高倍率储钠电极提供可调结构的合成思路。

  2. Advanced Materials58

    交联聚合物原位复合无机SEI将锂金属电池日历寿命提升129%

    研究将高模量、低溶胀的交联聚合物原位引入阴离子衍生SEI的无机组分中,使SEI弹性模量从1.63 GPa提高到4.37 GPa,并提升致密性以抑制电解液渗透。扣式电池循环寿命由190次增至329次(提升73%),日历寿命由1553 h增至3561 h(提升129%)。506 Wh kg⁻¹的原型软包电池完成124次循环。

    推荐理由:原文给出交联聚合物原位引入无机SEI后模量与日历寿命的对应数据,可据此判断该界面设计对锂金属电池储存寿命的作用幅度。

  3. Advanced Materials58

    DPA多齿锚定自组装单分子层XS21用于宽带隙与叠层钙钛矿光伏

    研究报道了一种以二吡啶甲酸(DPA)为多齿锚定核心的自组装单分子层空穴传输材料XS21,用于解决常规SAM的粘附与降解问题。DPA锚定通过吡啶-镍配位与二羧酸-金属相互作用促进分子在基底上的化学吸附,并使材料具有低酸解离常数和较好的紫外光稳定性。

    推荐理由:原文给出DPA多齿锚定SAM的分子设计及其在宽带隙与叠层钙钛矿电池中的效率与稳定性数据,可据此判断锚定基元对界面粘附与器件寿命的作用。

  4. Small62

    环氧功能化超支化聚硅氧烷杂化水合成聚酰亚胺介电薄膜

    研究者将环氧功能化超支化聚硅氧烷(EPHPSi)引入水合成含氟聚酰亚胺(W-PI),热亚胺化时环氧基开环与基体形成交联杂化网络。优化后的 W-PI EPHPSi-10% 薄膜室温击穿强度为 669 MV m⁻¹,200°C 下仍保持 630 MV m⁻¹;室温放电能量密度 8.75 J cm⁻³、充放电效率 94.7%,200°C、600 MV m⁻¹ 下放电能量密度为 8.52 J cm⁻³。

    推荐理由:原文给出该杂化聚酰亚胺薄膜在200°C下仍保持630 MV m⁻¹击穿强度与8.52 J cm⁻³能量密度的数据,可供高温电容介质选型参考。

10月18日周日
  1. Advanced Science58

    pDCPD衍生硬碳经活化形成湍层结构,实现碳酸酯电解液钠离子存储

    研究以聚二环戊二烯(pDCPD)为前驱体制备钠离子电池负极硬碳,考察碳化温度与后续活化对结构和电化学性能的影响。活化效果取决于首段碳化温度,较高温碳化的样品获得更强的局部有序;缺陷去除与层间距增大形成湍层结构,相比未活化样品提升了倍率性能与容量保持。优化硬碳在0.1 C下可逆容量为352 mAh,碳酸酯基电解液中500次循环后容量保持率为88.1%。

    推荐理由:原文给出碳化温度与活化对pDCPD衍生硬碳结构的影响,并记录碳酸酯电解液下500次循环的容量保持数据。

  2. Angewandte Chemie International Edition62

    以β-环糊精为前驱体的拓扑衍生闭孔硬碳实现410.2 mAh g⁻¹储钠容量

    研究以β-环糊精为模型前驱体,通过低温交联保留其固有空腔,在碳化过程中构建拓扑衍生的本征闭孔硬碳(β-ICHC),实现410.2 mAh g⁻¹可逆容量、94.7%首次库仑效率和300次循环99.7%容量保持率。

    推荐理由:原文给出β-环糊精衍生硬碳的闭孔结构与容量、首效、循环保持率的对应关系,可据此判断分子空腔工程路线的调控空间。

10月17日周六
  1. Macromolecules62

    后功能化乙烯基加成聚降冰片烯用于阴离子交换膜:结构—性能关系

    研究以乙烯基加成聚降冰片烯(VA-PNB)为骨架,经后聚合改性制备全烃基阴离子交换膜:先合成高分子量聚(5-乙烯基-2-降冰片烯)(PVNB)前驱体,再经氢溴化引入可调溴化官能团,并利用残余乙烯基热交联、无需额外交联剂。

    推荐理由:原文给出溴化降冰片烯含量从30到90 mol%时离子密度、溶胀与力学性能的对应关系,可供设计烃基阴离子交换膜时参考。

  2. Science Advances58

    磁-力-电化学纤维提升纤维电极抗形变性能并兼作健康监测织物

    研究提出一种磁-力-电化学纤维架构,通过磁电化学促进圆柱形纤维电极内电化学反应均匀进行,在未形变状态下于1.0 A g⁻¹电流密度下使电池寿命延长(374±79)%、容量提升(61±20)%。形变条件下磁场仍能调控离子传输并稳定电极结构。该平台还借助电磁感应与磁弹性传感,同时实现人体运动能量收集与生理监测。

    推荐理由:原文给出磁电化学纤维在1.0 A g⁻¹下容量提升(61±20)%、寿命延长(374±79)%的量化结果,可据此判断纤维电极在形变条件下的电化学调控思路。

10月16日周五
  1. Advanced Functional Materials76

    聚芳基奎宁环阴离子交换膜将 H2-in-O2 渗透降至 0.53 vol%

    研究报道了一种聚芳基奎宁环阴离子交换膜,通过引入延展芳环单元增强尺寸稳定性并抑制气体渗透,H2-in-O2 交叉量仅 0.53 vol% @0.1 A cm⁻²,在 2.0 V 下电流密度达 8.5 A cm⁻² 并稳定运行 1250 h。

    推荐理由:原文给出聚芳基奎宁环膜在电解槽中的氢气渗透与长时运行数据,可供判断阴离子交换膜在波动可再生能源下的适配性。

  2. Advanced Functional Materials58

    废聚乙烯驱动水热碳热还原共升级废NCM 622正极,实现水净化与87%锂回收

    研究提出以废聚乙烯为原位碳源和还原剂的水热碳热还原策略,共处理废LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2(NCM 622)正极与废塑料。聚乙烯热解驱动NCM 622层间膨胀与八面体畸变,结构坍塌后形成负载于碳纳米片的NiCoMn合金纳米棒(NiCoMn/C)催化剂,动力学分析显示Co位点为主要催化中心、Ni与Mn参与电荷转移。

    推荐理由:该工作把废聚乙烯同时用作原位碳源与还原剂,将废正极转化为NiCoMn/C催化剂并用于水处理与锂回收。

  3. Advanced Materials58

    Dex/PEG 全水相双相电解质用于水系锌离子电池

    研究团队提出一种全水相 water-in-water 双相电解质,由约 10 µm 的富 dextran 相液滴分散在富 PEG 水相中,利用相界面缓冲局部 Zn2+ 积累并在沉积与剥离过程中重新分配离子。Zn||Zn 电池在 10 mA cm−2、10 mAh cm−2 下稳定循环 1100 h,Ah 级 Zn||NaV3O8 软包电池实现长期运行,表明界面静电而非溶剂化学主导 Zn2+ 传输。

    推荐理由:原文给出全水相双相电解质的相区尺寸与锌沉积循环数据,读者可据此判断水—水界面调控离子传输的可行性。

  4. ACS Macro Letters62

    阳离子调控氧化掺杂使 P(TAA-OC-TAA) 近红外电致变色更耐久

    研究以电聚合 P(TAA-OC-TAA) 区分本征中性—极化子—双极化子演化与阳离子依赖的掺杂态可及性,Li+/Zn2+ 混合电解质实现 71.2% 近红外调制,1300 次循环后透过率窗口仅下降 3.7%。

    推荐理由:原文区分了阳离子对掺杂态可及性的调控与聚合物本征氧化还原路径,并给出循环稳定性数据。

10月15日周四
  1. Advanced Materials67

    逐步氰化喹喔啉基聚合物半导体实现低阈值电压n型OECT

    研究者提出逐步氰化策略改性喹喔啉基聚合物半导体,在给体和受体单元上同时引入氰基的QxCN-CNTVT的LUMO能级达−4.23 eV。基于该材料的OECT获得最高168.89 F cm⁻¹ V⁻¹ s⁻¹的µC*值和0.13 V的低阈值电压,连续工作10,000 s及10,000次完整开关循环后仍保持约80%初始电流。该材料还被用于互补反相器放大眼电与心电信号,以及NAND、NOR逻辑门。

    推荐理由:原文给出氰基取代使LUMO降至−4.23 eV并同时实现0.13 V阈值电压与168.89 F cm⁻¹ V⁻¹ s⁻¹的µC*,可看分子设计如何兼顾两者。

  2. Advanced Materials70

    溶剂化平衡锁定电解液使高压锂金属电池在−85°C至120°C工作

    研究报道了一种溶剂化平衡锁定电解液(SELE),将低凝固点弱溶剂化溶剂亚硫酸二甲酯(DMS)与离子液体共溶剂Pyr13DFOB结合,使溶剂分离离子对、接触离子对和聚集体在−60°C至60°C基本不变。

    推荐理由:原文给出溶剂化结构在−60°C至60°C基本不变的谱学与模拟证据,读者可据此理解宽温域电解液的分子设计思路。

  3. Science Advances58

    TPBD/MXene纳米限域串联催化层实现宽温域锂硫电池

    研究在原位构建了多孔共价有机框架TPBD修饰MXene的串联动力学促进层,用于调控锂硫电池中Li(solvent)x+的去溶剂化动力学。理论模拟与原位Raman显示多孔TPBD层限域大体积Li(solvent)x+并加速Li+扩散,MXene作为带负电基底重构内Helmholtz平面的溶剂化结构。

    推荐理由:原文给出TPBD/MXene串联催化层在0°C与50°C下的面容量与循环数据,可供判断锂硫电池宽温域运行的可行性。

10月14日周三
  1. Advanced Functional Materials65

    γ射线调控 PVA 粘结剂三维网络,实现 1000 次循环容量衰减 0.045% 的 Li─S 电池

    研究通过调节 γ 射线辐照剂量调控 PVA 粘结剂的三维网络结构,用于锂硫电池正极。3 kGy 剂量得到致密、连通性好且分布均匀的网络,使粘结剂、硫与导电剂形成互穿结构,缓解正极体积变化并促进硫转化动力学,在 1 C 下 1000 次循环容量衰减率仅 0.045%。采用该 3 kGy 剂量 PVA(3-PVA)粘结剂制备的 1.23 Ah 级软包电池能量密度达 390.2 Wh kg⁻¹。

  2. Journal of the American Chemical Society73

    连接键工程构建 1,6-anthrazoline 连接 COF,光催化产氢速率达 307.8 mmol g–1 h–1

    研究通过亚胺键锁定与位点特异性质子化的两步后合成方案,制备了 1,6-anthrazoline 连接的共价有机框架 TP-PACOFs,其骨架为阳离子型全共轭结构,兼具高平面性、可调给体-受体特征与良好结晶性。

    推荐理由:原文给出连接键工程调控激子解离的思路与 307.8 mmol g–1 h–1 产氢速率,可对照 COF 光催化剂的性能区间。