閱讀排名更多
-
2025年度歸母凈虧損9542.96萬(wàn)元，禾信儀器再發(fā)退市風(fēng)險(xiǎn)警示公司2025年?duì)I業(yè)總收入為9734.14萬(wàn)元，同比大幅....
推薦展會(huì)更多
為高性能二次電池中快速離子傳輸機(jī)制提供新解釋，復(fù)旦大學(xué)與西湖大學(xué)團(tuán)隊(duì)合作成果登上Nature
2025-11-14 11:12:58復(fù)旦大學(xué)閱讀量：18836 我要評(píng)論
在鋰離子電池中，電極與電解質(zhì)界面形成的SEI被稱為“關(guān)鍵而神秘的膜”。它像一層“盔甲”，既能緩解電解液的持續(xù)分解，又能促進(jìn)離子的快速傳輸，直接影響電池的能量密度、循環(huán)壽命和安全穩(wěn)定。然而，受限于SEI膜自身的低結(jié)晶性和高敏感性，以及對(duì)SEI膜中輕質(zhì)元素(Li、H)表征手段的局限性，至今未能揭開SEI膜的組分結(jié)構(gòu)這層神秘的面紗。 
近日，復(fù)旦大學(xué)智能材料與未來(lái)能源創(chuàng)新學(xué)院孫大林、宋云教授團(tuán)隊(duì)與西湖大學(xué)向宇軒教授、朱一舟教授團(tuán)隊(duì)合作，通過(guò)固態(tài)核磁共振(NMR)、同步輻射X射線衍射(SR-XRD)、冷凍電子顯微鏡(cryo-EM)技術(shù)首次確定了SEI中存在LiF-LiH固溶相。這一發(fā)現(xiàn)打破了學(xué)術(shù)界長(zhǎng)期所認(rèn)為的SEI膜中各組分是單一相的傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)認(rèn)知，為高性能二次電池中快速離子傳輸機(jī)制提供了新解釋。對(duì)SEI組分異質(zhì)性的重新認(rèn)識(shí)，將逐漸掀開SEI膜的神秘面紗，并為電極-電解質(zhì)界面設(shè)計(jì)提供新思路。
北京時(shí)間9月10日23時(shí)，相關(guān)成果以“Probing the Heterogeneous Nature of LiF in Solid-Electrolyte Interphases”(《揭示負(fù)極-電解質(zhì)界面LiF*的非均相特征》)為題發(fā)表于Nature(《自然》)雜志。
圖2. SEI的固態(tài)核磁特征氟譜
團(tuán)隊(duì)通過(guò)固態(tài)NMR技術(shù)對(duì)Cu||LiFePO4電池負(fù)極的SEI進(jìn)行表征，首次發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)意義上歸屬于LiF*的信號(hào)由兩個(gè)亞峰組成：F1(195 ppm)和F2(203 ppm)。其中F2與純LiF化學(xué)位移一致，而F1此前未見報(bào)道，意味著SEI中存在不同于純LiF的化學(xué)環(huán)境。
圖3.對(duì)Li-H-F元素之間的關(guān)聯(lián)性分析以及LiHxF1-x物質(zhì)的表征參照
為揭示F1信號(hào)的本征特性，團(tuán)隊(duì)結(jié)合6Li同位素標(biāo)記NMR和1H-19F相關(guān)固態(tài)核磁譜分析：6Li-19F異核相關(guān)(HETCOR)核磁結(jié)果顯示，F(xiàn)1與0.1 ppm的Li核相關(guān)(接近LiH的0.2ppm)，而F2與0.9ppm的Li核相關(guān)(接近LiF的1.0ppm)；1H-19F HETCOR進(jìn)一步證實(shí)F1與4.0 ppm的H核(接近LiH的3.5ppm)存在空間關(guān)聯(lián)。使用同步輻射X射線衍射(SR-XRD)、冷凍電子顯微鏡(cryo-EM)技術(shù)交叉證明了SEI中存在LiH-LiF固溶相。
理論計(jì)算與電化學(xué)結(jié)果表明，LiH-LiF固溶相的鋰離子擴(kuò)散能壘顯著低于純LiF，利于鋰離子的快速傳輸。使用LiH-LiF固溶相涂層的鋰金屬對(duì)稱電池在10mAcm-2下的沉積電位僅為純LiF涂層的50%，循環(huán)壽命延長(zhǎng)10倍以上。
據(jù)悉，該研究成果的取得是多團(tuán)隊(duì)、多學(xué)科交叉融合開出的璀璨之花，也是復(fù)旦大學(xué)本研融通人才培養(yǎng)模式以及智能材料與未來(lái)能源創(chuàng)新學(xué)院新工科拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系結(jié)出的豐碩之果。從“曦源”計(jì)劃到學(xué)術(shù)前沿，這既是復(fù)旦學(xué)子的成長(zhǎng)之路，也是學(xué)校探索教育教學(xué)改革3.0、構(gòu)建自主培養(yǎng)體系的生動(dòng)實(shí)踐。
智能材料與未來(lái)能源創(chuàng)新學(xué)院2025屆博士畢業(yè)生李舒揚(yáng)為共同第一作者，參與者陳禹凡是2023級(jí)碩士研究生，兩人均自本科階段便扎根實(shí)驗(yàn)室，依托復(fù)旦大學(xué)“曦源計(jì)劃”，在孫大林教授與宋云教授的聯(lián)合指導(dǎo)下開展系統(tǒng)性科研探索。智能材料與未來(lái)能源創(chuàng)新學(xué)院教授高尚鵬在EELS(能量損失譜)分析方面提供了重要支持；該研究工作得到了復(fù)旦大學(xué)智能材料與未來(lái)能源創(chuàng)新學(xué)院和國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的大力支持。
上一篇：上海交大王國(guó)興教授課題組在寬帶高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器芯片設(shè)計(jì)領(lǐng)域取得重要進(jìn)展
下一篇：復(fù)旦大學(xué)未來(lái)信息創(chuàng)新學(xué)院王丹青團(tuán)隊(duì)突破光學(xué)耦合的距離極限
版權(quán)與免責(zé)聲明：1.凡本網(wǎng)注明“來(lái)源：化工機(jī)械設(shè)備網(wǎng)”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡(luò)有限公司-興旺寶合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品，未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的，應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用，并注明“來(lái)源：化工機(jī)械設(shè)備網(wǎng)”。違反上述聲明者，本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責(zé)任。 2.本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其它來(lái)源（非化工機(jī)械設(shè)備網(wǎng)）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)或和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé)，不承擔(dān)此類作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體、網(wǎng)站或個(gè)人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時(shí)，必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來(lái)源，并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任。 3.如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題，請(qǐng)?jiān)谧髌钒l(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系，否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。
相關(guān)新聞
-
哈工大杜春雨教授團(tuán)隊(duì)研發(fā)出原位無(wú)損映射技術(shù) 實(shí)現(xiàn)商用鋰離子電池內(nèi)部反應(yīng)的原位時(shí)空解析
電池內(nèi)部反應(yīng)的時(shí)空分布及演化是決定電池性能的關(guān)鍵因素，同時(shí)也是電池內(nèi)部狀態(tài)的重要標(biāo)志。然而，電池領(lǐng)域長(zhǎng)期存在著電池工作過(guò)程“內(nèi)部反應(yīng)不可見、動(dòng)態(tài)演化難解析”的世界性挑戰(zhàn)。- 2025-11-14 11:12:58
- 16913
-
2024年1-10月全國(guó)鋰離子電池行業(yè)運(yùn)行情況
根據(jù)鋰電池行業(yè)規(guī)范公告企業(yè)信息和行業(yè)協(xié)會(huì)測(cè)算，1-10月全國(guó)鋰電池總產(chǎn)量890GWh，同比增長(zhǎng)16%。- 2025-11-14 11:12:58
- 18654
-
鋰離子電池行業(yè)規(guī)范條件政策宣貫會(huì)在北京召開
7月11日，鋰離子電池行業(yè)規(guī)范條件政策宣貫會(huì)在北京市召開，會(huì)議指出，鋰電池是支撐智能終端、電動(dòng)交通工具、新型儲(chǔ)能等產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要基礎(chǔ)電子產(chǎn)品，也是構(gòu)建新一代信息技術(shù)和新能源等增長(zhǎng)引擎的中堅(jiān)力量。- 2025-11-14 11:12:58
- 379
昵稱 驗(yàn)證碼 請(qǐng)輸入正確驗(yàn)證碼
所有評(píng)論僅代表網(wǎng)友意見，與本站立場(chǎng)無(wú)關(guān)