過去二十年來,以鋰離子電池為代表的可充電電池在能量密度方面取得了巨大的突破。然而,由于傳統(tǒng)液態(tài)電解質(zhì)在面對苛刻的電極反應(yīng)(強(qiáng)氧化還原性環(huán)境)和溫度變化時(shí)存在化學(xué)/電化學(xué)不穩(wěn)定性,它們在正常工作溫度范圍(–20 ℃至55 ℃)之外的安全性和服役壽命仍面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
圖1.全球極端溫度引發(fā)的電動汽車?yán)m(xù)航里程焦慮和安全問題示意圖
圖2.基于液體、凝膠和全固態(tài)電解質(zhì)體系實(shí)現(xiàn)寬溫域二次電池相關(guān)研究工作的年度發(fā)表情況
圖3. 寬溫域二次電池對電解質(zhì)的關(guān)鍵需求
圖4. 基于聚合物骨架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)調(diào)控離子溶劑化行為和遷移方式的3種常見策略
圖5. 寬溫凝膠電解質(zhì)的變革發(fā)展方向展望
原文:Gel Polymer Electrolytes for Rechargeable Batteries toward Wide-Temperature Applications. Chem. Soc. Rev., 2024. (DOI: 10.1039/d3cs00551h)
原文鏈接:https://doi.org/10.1039/d3cs00551h
陳朝吉教授簡介:武漢大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院教授,環(huán)境科學(xué)與工程系副系主任,武漢大學(xué)-達(dá)雅生物基環(huán)境友好新材料聯(lián)合研發(fā)中心主任,新型功能涂層材料湖北省工程研究中心主任,武漢大學(xué)X-Biomass課題組負(fù)責(zé)人。長期從事生物質(zhì)材料(木材、竹材、纖維素、甲殼素等)的多尺度結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、功能化及高值利用方面的研究,致力于以天然材料解決可持續(xù)發(fā)展面臨的材料-能源-環(huán)境挑戰(zhàn)。在Nature、Science、Nature Reviews Materials、Nature Sustainability等雜志發(fā)表學(xué)術(shù)論文100余篇,總引用27,000余次,H因子90,超過五分之一的論文(41篇)入選ESI高被引論文,13篇(曾)入選熱點(diǎn)論文。獲科睿唯安“全球高被引科學(xué)家”(2021-2023連續(xù)三年入選材料科學(xué)領(lǐng)域)、斯坦福大學(xué)“全球前2%高被引科學(xué)家”終身影響力榜單、麻省理工科技評論亞太區(qū)“35歲以下科技創(chuàng)新35人”、“中國化學(xué)會纖維素專業(yè)委員會青年學(xué)者獎”、“中國新銳科技人物卓越影響?yīng)劇薄⒗锇桶瓦_(dá)摩院“青橙優(yōu)秀入圍獎”、“R&D 100 Awards”、“全國百篇最具影響國際學(xué)術(shù)論文”等榮譽(yù)。擔(dān)任The Innovation Materials學(xué)術(shù)編輯,The Innovation、Research、SusMat、Environmental Science & Ecotechnology、Green Carbon、Batteries、Molecules等雜志編委/青年編委,以及中國化學(xué)會纖維素專業(yè)委員會委員。
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