近日，星空在线,星空在线(中国)先进材料与能源器件团队在铝电池储能机理研究方面取得新进展。相关工作“CMK-3 modified separator for ultra-high stability performance Cu1.8Se aluminum batteries”在线发表在国内期刊《Nano Research》 (2022，DOI:10.1007/s12274-022-4517-x)，硕士研究生李笑笑为第一作者，张文明教授和李战雨博士为共同通讯作者。
可充电铝电池（RAB）因其安全和环保优势而成为一种流行的储能装置。过渡金属氧化物、硫化物和硒化物作为RAB正极材料已成为研究热点，其中Cu1.8Se具有较高的初始放电容量，但其在循环和倍率性能方面都存在严重的容量衰减。在此项工作中，作者成功地制备了CuO、Cu1.8S和Cu1.8Se电极材料，通过有序介孔碳（CMK-3）修饰隔膜避免在电化学循环过程中硒化物溶解引起的穿梭效应，使Cu1.8Se/CMK-3@GF/C/Al表现出优异的倍率性能（0.5 A g-1时为977.83 mAh g-1）和长循环稳定性（在1.0 A g-1，500次循环后保持在478.77 mAh g-1)。此外，通过非原位XPS和密度泛函理论证实，Cu和Se元素在充电/放电过程中都会发生可逆的氧化还原反应，并证实了CumX(X=O, S, Se)的储能机理。结果表明，Cu1.8S和Cu1.8Se主要依靠AlCl4-进行储能，Al3+的嵌入/脱嵌发生在CuO材料的充放电过程中。与之前报道的RABs正极材料相比，这种电池在倍率和循环稳定性方面表现出极大的优势。
以上工作得到了国家自然科学基金、河北省自然科学基金和河北大学高层次引进人才项目资助。
论文链接：https://doi.org/10.1007/s12274-022-4517-x
