澳门葡京现场

终于有人发声了!二维材料作电极经得起推敲吗
发布时间:2020-03-29 11:04    文章作者:澳门葡京现场

  几乎什么研究都加点“2D材料”!网传一种说法“思路不清晰,加点石墨烯。投稿不顺畅?涂点钙钛矿!若问啥意义?盘古开天地!”在电化学能量存储领域研究最为广泛,小编随手在“google学术”上检索“2D”和“electrodes”,就有成千上万篇的相关研究。

  二维材料在储能领域通常用作导电添加剂、隔离材料,甚至活性材料,用于锂离子电池、钠离子电池。大量的研究表明:2D材料显示出了极高的比容量。针对这一跟风现象,最近,都柏林圣三一大学的Jonathan N. Coleman团队调查了59篇论文,并进行统计研究,发现其中53篇声称基于2D材料的电极具有优异的倍率性能,比例高达89.8%。然而,作者通过三个参数:低倍率比容量(QM)、充/放电时间常数(τ)和高的倍率指数(n),用于评估倍率性能。通过统计分析发现,基于2D材料的电极的倍率性能明显比非2D材料的更差。利用机理模型,发现两者的主要区别在于电解质内部的液体扩散。此外,2D材料的高纵横比会极大降低离子迁移率,从而极大增加液体扩散时间,进而显着降低倍率性能,尤其是较厚的电极。相关论文以“The Rate Performance of Two-Dimensional Material-Based Battery Electrodes May Not Be as Good as Commonly Believed”为题,发表在《ACS Nano》,第一作者为Tian Ruiyuan。

  (1)被调研的文章,其中大多数未将扩散系数(DAM)与扩散长度(LAM)结合起来评估充/放电时间常数(τSSD)。

  (3)基于2D材料电极的品质因数(FoM)要比非2D材料的小10倍以上,表明基于2D材料电极的倍率性能通常比非2D材料差。因为基于2D材料电极的倍率性能主要受到扩散效应的限制,而非2D材料的同时受扩散效应和电效应的限制。

  (4)基于2D材料的电极由2D薄片网络组成,这些2D薄片网络被电解质填充的孔隔开。电解质中的离子要穿过孔,必须在纳米片周围移动,增加了曲折度,降低了离子迁移率。

  总之,作者从文献中提取了代表25种不同2D材料的48个容量-倍率数据集。通过比较发现,2D材料比非2D材料具有更长的充/放电时间常数(τ),表明基于2D材料的电极倍率性能更差。同时通过比较品质因数发现,2D材料的平均倍率性能比非2D材料差40倍。利用模型,发现2D材料在电解质填充的电极内部的离子迁移率比非2D材料的要低得多。通过一系列分析,发现基于2D材料的电池电极的倍率性能通常比非2D材料的更差。

  被调研的对象,不乏MXene发明人Yury Gogotsi教授,从名字上来看,有超过49篇由华人发表。

  2月21日,教育部、科技部和国家知识产权局发文,要求高校停止奖励专利申请,鼓励专利转化。2月23日,教育部、科技部联合印发的《关于规范高等学校SCI论文相关指标使用 树立正确评价导向的若干意见》公开(下称《意见》),对破除论文“SCI至上”提出明确要求。这篇文章也是再次给了我们提醒:不忘初心,方得始终,发表的论文能否经得起历史检验?


澳门葡京现场

© 澳门葡京现场 版权所有沪ICP备16013177号-1 All rights reserved.
手机:13346261222 邮箱:1797060463@qq.com 技术支持:网站地图