1 上海理工大学 光子芯片研究院，上海 200093
2 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院，上海 200093
二维材料碳化钛（Ti3C2Tx）因具有高导电性和大比表面积的特点，在作为超级电容电极材料时，可以实现较高的能量密度。然而，Ti3C2Tx在储能过程中会出现不可逆的氧化失活反应，而且它与基底间的结合力较差，这将导致碳化钛超级电容的循环稳定性欠佳，极大地阻碍了其作为电极材料的广泛应用。将Ti3C2Tx作为活性层与氧化石墨烯（GO）分层复合制作成超级电容电极，覆盖在Ti3C2Tx薄膜之上的GO层可以削弱氧化失活反应。同时，对电极的热处理可提升Ti3C2Tx对基底的附着力。这使得Ti3C2Tx/GO复合电极的充放电循环稳定性明显改善，在5 000次循环之后其容量仍高于初始容量。该设计可为制备高循环稳定性超级电容提供参考。
碳化钛 氧化石墨烯 超级电容器 循环稳定性 titanium carbide graphene oxide supercapacitors cycle-stability
五邑大学应用物理与材料学院，广东 江门 529020
电解质为电致变色器件的变色提供离子，是器件中不可缺少的一部分。然而，目前对电解质层的研究主要集中在复合电解质和极限浓度，少有探究电解质浓度对电致变色性能的影响规律和机理，尤其是循环稳定性。因此，本文系统研究了高氯酸锂（LiClO4）电解质浓度（0.1、0.5、1.0、2.0 mol/L）对氧化钨（WO3）薄膜循环前后电致变色性能的影响，及对其循环稳定性的作用机理。结果表明，当LiClO4浓度为1.0 mol/L时，WO3薄膜表现出最短的着色/褪色时间，初始电荷储存量高达25.2 mC?cm-2，6000圈伏安（CV）循环后，衰退率仅为25.4%，表现出最佳的循环稳定性。该研究详细介绍了电解质浓度对WO3薄膜电致变色性能及其循环稳定性的影响规律及作用机理，对WO3基电致变色器件的设计和制备具有重要的指导意义。
电致变色性能 氧化钨 电解质浓度 循环稳定性 光学学报
2023, 43(23): 2331003
1 南方科技大学环境科学与工程学院，广东 深圳518055
2 深圳市城市固体废弃物资源化技术与管理重点实验室，广东 深圳518055
固态胺吸附剂在CO2捕集领域具有广阔应用前景，但其所用基体材料多为有序介孔材料，存在合成工艺复杂、成本昂贵、环境污染严重等问题，制约了固态胺吸附剂的工业化应用。近年来，固废源固态胺吸附剂因基体材料具有潜在的成本优势引起了国内外研究者的广泛关注。本文综述了近年来固废源基体材料在原料选取、基体材料合成和扩孔方面的研究进展，以及固废源固态胺的制备方式、用于CO2捕集过程中吸附性能和循环稳定性的表现。最后，探讨了固废源固态胺吸附剂当前存在的挑战，并对其发展趋势进行了展望。
固废源固态胺吸附剂 二氧化碳捕集 固废源基体材料 吸附性能 循环稳定性 solid waste derived solid amine adsorbents carbon dioxide capture solid waste derived support materials adsorption performance cyclic stability
1 景德镇陶瓷大学材料科学与工程学院, 江西 景德镇 333403
2 景德镇陶瓷大学机械电子工程学院, 江西 景德镇 333403
水系锌碘电池因其高理论比容量、高能量密度、优异的倍率性能、丰富且低廉的原料和高安全性等特点, 而被认为是未来电能存储领域最具前景的候选储能器件之一。然而, 多碘离子的穿梭效应严重影响其自放电性能、Coulombic效率和循环寿命, 进而限制了其大规模应用。首先介绍了水系锌碘电池的结构、储能机理及其穿梭效应产生的原因, 随后从正极、电解液和隔膜3个方面详细综述了水系锌碘电池穿梭效应的抑制策略, 最后总结了当前水系锌碘电池存在的问题并提出了展望, 以期为加快推进水系锌碘电池产业化提供借鉴。
水系锌碘电池 循环稳定性 穿梭效应 改进策略 aqueous zinc iodine battery cycle stability shuttle effect optimization strategy
1 1.浙江省化工研究院有限公司 锂电材料重点实验室, 杭州 310012
2 2.中国计量大学 光电材料与器件研究院, 杭州 310018
三元锂离子动力电池的开发和应用受制于高温高电压条件下的容量衰减和电池产气鼓胀等技术难题。解决这些问题一方面要注重电极材料改性和电池设计, 另一方面还依赖于电解液的技术进步。本研究报道了四乙烯基硅烷(Tetravinylsilane, TVS)作为LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2(NCM622)/石墨软包电池的电解液添加剂, 可以显著改善电池的高温(45~60 ℃) 高电压(4.4 V)性能, 包括存储和循环性能。结果表明, 电解液中含有质量分数0.5% TVS的电池在2.8~4.4 V区间, 1C (1C=1.1 Ah)倍率下循环400次后的容量保持率达到92%, 而电解液中未添加TVS的软包电池仅为82%。进一步研究表明, 一方面TVS高电压下优先被氧化, 可以在NCM622颗粒表面形成耐高温的CEI膜, 有效抑制NCM622颗粒内部裂纹和过渡金属离子溶出; 另一方面, TVS在低电位下还可以优先被还原, 在石墨负极表面聚合形成稳定的SEI膜, 抑制电解液与负极之间的副反应。
高温 软包锂离子电池 电解液添加剂 循环稳定性 过渡金属离子溶出 high temperature lithium-ion pouch cell electrolyte additive cycle stability transition metal dissolution
1 青海大学，新能源光伏产业研究中心，西宁 810016
2 清华大学材料学院，北京 100084
针对芒硝相变材料因过冷度大、相分层严重导致相变潜热存储循环寿命缩短的问题，以Na2SO4·10H2O- Na2CO3·10H2O-NaCl相变材料体系为基体、改进的Hummers法结合冷冻干燥和球磨工艺改性制备的亲水性纳米氧化石墨烯(Nano-GO)为添加剂，制得纳米氧化石墨烯/芒硝基复合相变材料(GO-MCPCMs)。结果表明：氧化处理过的纳米氧化石墨烯中O/C比例增加了65.75%，结构缺陷水平由0.224增至1.088，无团聚现象；纳米氧化石墨烯/芒硝基复合相变材料的结晶相变温度增至约23 ℃、过冷度减小至0 ℃、相分层消除，该复合相变体系中Na2SO4结晶体全部结晶为晶粒长度尺寸近于2 cm的Na2SO4·10H2O；500次固?液循环前后含氧化石墨烯质量分数为0.075%的GO-MCPCMs结晶潜热值分别为156.7 J/g和149.9 J/g，衰减率为4.3%，Nano-GO的加入明显改善了芒硝基复合相变体系的热稳定性。纳米氧化石墨烯/芒硝基复合相变材料具有良好的热循环稳定性和较长的使用寿命。
改性纳米石墨烯 改进Hummers法 芒硝基复合相变材料 结构与热性能 循环稳定性 modified nano graphene improved Hummers method mirabilite composite phase change materials structure and thermal property cycle stability
武汉大学 化学与分子科学学院, 武汉 430072
为提升Sb基负极材料的储钠循环性能, 通过简单的两步法(机械辅助化学合金化和酸溶解去合金化)制备纳米化和多孔化的去合金锑/多壁碳纳米管(De-Sb/MCNT)复合物, 采用不同方法表征材料的物理化学性质和储钠电化学性能。结果显示, De-Sb/MCNT材料的可逆比容量达到408.6 mAh·g-1 (200 mA·g-1), 首周库仑效率为69.2%; 在800 mA·g-1循环330周后, 容量保持率仍可达88%, 展现出优异的储钠循环性能。这得益于机械辅助化学合金化/酸溶解去合金化对商品化Sb的“预粉化”作用, 促进了材料的纳米化和多孔化, 缓解了充放电过程中的体积膨胀, 实现了高的循环稳定性。这种常温合金化/去合金化的方法为制备循环稳定的储钠合金负极材料提供了新的途径。
Sb 钠离子电池 机械球磨 去合金化 循环稳定性 Sb sodium ion battery mechanical ball milling dealloying cycle stability
广西科技大学机械与汽车工程学院，柳州 545616
以石墨为基底，五水合四氯化锡为锡源，氢氧化钠为沉淀剂，采用一步水热法合成了SnO2/石墨分级纳米异质结构。利用FESEM、XRD、EDS、Raman等对SnO2/石墨分级纳米异质结构进行了形貌、结构和成分表征。研究发现，结晶良好的SnO2纳米线首先组装成SnO2纳米棒，纳米棒进一步组装成直径约450 nm的花状结构，并均匀生长在石墨片上，呈现分级结构。用循环伏安法、恒流充放电循环法测试了分级纳米异质结构的电化学性能，结果表明：在50 mA/g的充放电电流密度下首次放电比容量和充电比容量分别为1 567.2 mAh/g、825.9 mAh/g，同时多次循环的循环伏安曲线几乎一致，表明SnO2/石墨分级纳米异质结构具有较高的储电容量和改善的循环稳定性。
水热合成 SnO2/石墨 分级纳米异质结构 电化学性能 循环稳定性 hydrothermal synthesis SnO2/graphite hierarchical nano-heterostructure electrochemical performance cycle stability
1 太原理工大学材料科学与工程学院，太原 030024
2 烟台大学环境与材料工程学院，烟台 264005
可充电水系锌锰电池成本低、环保无毒、安全性好，在大规模储能领域具有广阔应用前景。然而，该电池中不仅存在MnO2正极导电率低、结构稳定性差等问题，而且存在负极锌枝晶生长与析氢腐蚀问题，这严重制约了电池循环稳定性的提升。本文采用水热法制备了Al掺杂二氧化锰作为锌锰电池的高稳定性正极材料，并通过X射线衍射(XRD)、能量色散X射线光谱仪(EDS)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)和X射线光电子能谱(XPS)详细讨论了Al掺杂对MnO2物相、形貌、含水量与电化学性能的影响。研究表明，Al掺杂不仅使样品由微米级β-MnO2转变为纳米级α-MnO2，还使产物中结晶水含量增加。作为锌锰电池正极材料，所制备的Al掺杂MnO2在1 A?g-1高电流密度下500次循环后剩余容量高达150.1 mAh?g-1，循环稳定性远优于未掺杂的MnO2样品(500次循环后容量为97.8 mAh?g-1)。本研究对高性能锌锰电池的开发具有一定启示意义。
Al掺杂 二氧化锰 循环稳定性 锌锰电池 水热法 Al doping MnO2 cycling stability Zn-MnO2 battery hydrothermal method
1 江苏科技大学 能源与动力学院, 镇江 212003
2 张家港智电芳华蓄电研究所有限公司, 张家港 215600
3 浙江裕源储能科技有限公司, 长兴 313100
本工作采用缓冲溶液法制备Mn掺杂Ni(OH)2(Ni1-xMnx(OH)2, x=0.1, 0.2, 0.3, 0.4), X射线衍射测试表明样品主要是β相, 有少量Mn3O4杂相; 循环伏安测试表明, x=0.2的材料还原峰积分面积最大、还原分支的峰电流最高; 恒流充放电测试表明, 在100 mA/g电流密度下, Ni0.8Mn0.2(OH)2放电比容量最高, 其第20次循环放电比容量为271.8 mAh/g, 同等条件测试的商用β-Ni(OH)2放电比容量为253.6 mAh/g; 在300、500 mA/g电流密度下, Ni0.8Mn0.2(OH)2放电比容量仍保持最高, 分别为294.7、291.5 mAh/g, 而且Mn掺杂Ni(OH)2的循环稳定性也优于商用β-Ni(OH)2。Mn掺杂可改善镍电极的循环稳定性、降低镍电极成本, 具有广阔的应用前景。
缓冲溶液法 Mn掺杂Ni(OH)2) (Ni1-xMnx(OH)2) 循环稳定性 buffer solution method Mn doped Ni(OH)2 cycling stability
