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新型富勒烯絡(luò)合機制實現(xiàn)儲能電池的超高可逆比容量
近日，華中科技大學盧興教授團隊利用零維富勒烯C70作為陰極的可充電鋁離子電池儲能的新型絡(luò)合機制，實現(xiàn)創(chuàng)紀錄的高可逆比容量，相關(guān)成果以“Ultrahigh capacity fromcomplexation-enabled aluminum-ion batteries with C70 as the cathode”為題于2023年10月10日發(fā)表在《Advanced Materials》上。
可充電鋁離子電池（RABs）由于Al（2980 m Ah/g）的高安全性，高豐度，低成本和超高重量容量，已成為鋰離子電池的非常有前途的替代品。但低比容量（在125 m Ah/g時~273 m Ah/g）和循環(huán)穩(wěn)定性差（<20次循環(huán)）和低放電電壓（~0.55 V）等缺點限制了可充電鋁離子電池的發(fā)展。
本項目研究首次展示了一種前所未有的直接絡(luò)合機制，即使用富勒烯C70作為可充電鋁離子電池的陰極，用于可充電鋁離子電池中的能量存儲。
富勒烯 C70電極在 200 m Ah/g時提供750 m Ah/g的比容量，平均放電電壓為 ~ 1.65 V。Al-C70電池在200 m Ah/g下每單位質(zhì)量的活性材料的能量密度為1237.5 Wh/Kg，是現(xiàn)有鋰離子電池的能量密度的三倍以上，創(chuàng)下了該領(lǐng)域的新容量記錄。這種機制與之前在其他RAB中觀察到的能量存儲模式形成鮮明對比。
放電時，AlCl4-離子從陰極釋放，同時保持C70的完整籠子，從而使器件具有完全可逆的性能，安全性能和出色的循環(huán)穩(wěn)定性。
本項研究工作所提出的新機制可實現(xiàn)顯著的放電電壓（~1.65 V）和尤其是創(chuàng)紀錄的高可逆比容量（750 m Ah/g在200 m Ah/g時)的可充電鋁離子電池。本項研究工作為實現(xiàn)高容量和長壽命電池提供了一條新途徑。
