摘要：二次离子电池商业化负极石墨的比容量已接近理论比容量.合金型负极和金属负极因具有高比容量而受到广泛关注,但其循环性能差和安全性问题限制了实际应用,据此提出载体设计策略.碳材料具有来源广泛、易于调控等特性,常用作二次离子电池高比容量负极的载体.本文从碳载体的孔结构、比表面积、电子导电率、离子导电率、杂原子掺杂和界面修饰的角度出发,综述了其在硅基、磷基、锗基、锡基负极以及金属锂、钠等负极中的研究进展,展望了碳载体的发展前景和方向.

摘要：为实现AP与催化剂在纳米尺度下的紧密界面接触,中国工程物理研究院化工材料研究所的研究人员以三维有序大孔-介孔碳骨架为载体,利用其孔道限域作用将AP以纳米尺度均匀负载其中。在3D HOPC的催化效应和纳米AP尺寸效应的共同作用下,可使AP的高温分解峰温降低125.5℃,表观放热量增大至10倍以上(3775 J·g^-1)。

摘要：近年来,能源短缺问题日益突出,传统化石燃料使用过程中排放的二氧化碳大大加剧了全球变暖.锌空气电池作为一种新型能源,由于其低成本、高比能量密度、高安全性和环境友好等优点而受到广泛关注.然而,锌空气电池的发展速度缓慢,一个主要原因是阴极空气催化剂的催化效率低和稳定性差.本文总结了用于空气阴极的多孔碳基催化剂的最新研究进展.在对锌空气电池进行简要介绍后,从孔结构和杂原子掺杂两方面介绍了碳载体的结构和组成.根据孔径大小:微孔、介孔和大孔,详细介绍了锌空气电池中多孔碳的设计和制备.此外,还根据氮、氟、硫、磷和硼等杂原子类别,分别讨论了杂原子掺杂的合成策略以及相应电池性能.最后,本文对锌空气电池未来发展过程中的挑战和机遇进行了展望.

摘要：锂-空气电池是比能量最高的二次电池,已成为当今化学电源领域的研究热点。在锂-空气电池的各个组件中,空气电极的设计和制备是进一步提高锂-空气电池性能的关键。以简单的合成方法制备了一种具有高催化活性的镍酸镧(LaNiO_3)催化剂,利用Super P作为催化剂载体制备了一种新型空气电极。实验结果表明,含有LaNiO_3催化剂的锂-空气电池具有良好的充放电性能,放电电压平台为2.59 V,放电容量达到1 109 mAh·g^(-1)。比较了2种碳材料(Super P和GNS)作为催化剂载体的空气电极对电池充放电性能的影响,发现多孔性的空气电极结构更有利于电池性能的提高。此外,还分析了控制电解液(1 mol·L^(-1)LiTFSI/TEGDME)中水含量的必要性。由Super P、LaNiO_3及水含量小于1×10^(-5)的电解液(1 mol·L^(-1)LiTFSI/TEGDME)组装成的锂-空气电池具有良好的循环性能,循环第五圈的容量保持率为96.21%,且不出现电压平台的明显变化。

摘要：最近,中国科学院上海硅酸盐研究所能源材料研究中心研究员张涛团队在空气正极结构设计和催化调控研究中取得系列进展,基于"金属纳米钻"技术制备出嵌合纳米金属钌的自支撑碳基空气正极。研究团队通过精确控制金属催化剂在碳载体中的嵌入位置,可控调节了碳与金属催化剂的接触界面及嵌合催化剂的电子结构。研究通过同步辐射及第一性原理计算验证了碳微米管和钌颗粒间存在着明显的电荷转移,局部嵌入的纳米钌颗粒表现出梯度催化特性。将该材料用于锂氧气电池空气正极,可调控空气正极的放电产物形貌,在不同放电深度下得到纳米片及薄膜-环状产物复合的放电产物。此空气正极在3500mAh/g的大容量循环中实现了较高能量效率(≥80%)。