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技术方向

能源高分子 最新动态

高分子在能源里的进展:固态电解质与聚合物电解质、电池隔膜与粘结剂、离子传输机理与界面稳定性的进展。

168 条精选近 30 天 168 条共收录 257 条

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精选归档 · 第 7 页

10月8日周四第 121–140 条
  1. ACS Nano62

    研究揭示废旧锂电池热解预处理中高分子与 NCM 正极的界面相互作用

    研究发现,废旧锂离子电池热解预处理时,PVDF 和隔膜释放的官能团会选择性吸附在 NCM 正极表面,改变有机物热分解路径并阻碍其完全挥发。这种界面作用促进晶格氧活化,与部分分解的碳质物种形成富氧碳质复合物,沿晶界形成致密包覆层,阻碍锂扩散。在硫辅助焙烧选择性提锂中,该界面结构使锂提取效率降至 80% 以下;提高氧分压可完全氧化碳质物种、去除界面屏障,使锂浸出效率恢复至 96.88%。

    推荐理由:研究揭示热解预处理中 PVDF 与隔膜同 NCM 正极的界面反应会阻碍锂迁移,为回收工艺设计提供依据。

  2. Advanced Materials62

    芴酮基共价有机框架 FO-Tp 以羰基位点实现高效光催化产过氧化氢

    研究者报道了含芴酮的共价有机框架 FO-Tp,作为光催化产 H2O2 的催化剂,其产率接近芴基 COF 的十倍,说明芴酮羰基对光催化氧还原起关键作用。芴酮羰基可捕获光生电子并形成持久的富电子自由基态,使 FO-Tp 在碱性条件(AQY = 30.40%,pH = 13,400 nm)和高浓度盐溶液中仍保持优异产 H2O2 性能。

    推荐理由:原文给出芴酮羰基作为氧还原活性位点的设计思路与产率对比,可据此判断这类 COF 光催化剂的性能区间。

  3. Advanced Materials62

    硒代噻吩修饰的DPP混合离子电子导体实现9.8 cm² V⁻¹ s⁻¹空穴迁移率

    研究者报道了一系列以脂肪族-乙二醇杂化侧链修饰的diketopyrrolopyrrole(DPP)基聚合物PDPP-4EG-T2与PDPP-4EG-Se2,并系统考察其结构对OECT性能的影响。

    推荐理由:原文给出硒代噻吩单元取代对DPP聚合物骨架平面性与掺杂下π–π堆叠的影响,并对应到空穴迁移率与µC*的具体数值。

  4. Advanced Materials62

    聚吡咯调控固态聚合物电解质实现室温 0.76 mS cm⁻¹ 离子电导率

    研究开发了聚吡咯调控的固态聚合物电解质 PPyPL,通过化学差异化的配位位点重构离子溶剂化结构:吡咯氮位点优先配位 Li+,PPy 主链上的氢位点与 TFSI− 阴离子相互作用,从而同时促进锂盐解离、加速 Li+ 传输并诱导 LiF/Li3N 富集界面形成。

    推荐理由:原文给出 PPy 调控固态聚合物电解质的配位设计与室温离子电导率、Li+ 迁移数等关键指标,可据此判断其在固态锂电池中的可行性。

  5. Advanced Functional Materials62

    受阔叶启发的可重构摩擦电阵列结合机器学习实现海流能量收集与防污

    研究者开发了受阔叶启发的结构可重构摩擦电纳米发电机(SRF-TENG)阵列,用于海流能量收集与防污。在 0.45 m s⁻¹ 流速下,其功率密度比传统 F-TENG 提高 65.5% 以上;在可解释机器学习框架指导下,下游阵列器件的均方根电流比孤立器件高 48.2%。

    推荐理由:用可重构叶片结构替代钝体并配合可解释机器学习排布阵列,为低速海流能量收集的空间效率提供了一条可迁移思路。

  6. Advanced Functional Materials78

    四嵌段模块化设计实现可卷绕聚合物介电薄膜高温高效储能

    研究提出四嵌段分子构建方法,将化学结构简化为通用模块,以兼顾热机械性能、电击穿、介电极化与损耗。目标设计的聚合物介电材料在150°C下储能密度达8.5 J/cm³、200°C下为6.4 J/cm³,效率均超过90%,断裂伸长率达40%,高于其他实验室制备的聚合物介电材料。该材料已实现大面积薄膜的卷对卷制备,并在苛刻条件下保持储能性能不下降。

    推荐理由:原文给出四嵌段模块化设计在150°C与200°C下的储能密度与效率,可据此判断高温电容薄膜的兼顾路径。

  7. Advanced Functional Materials62

    PBODIPY-T 给体聚合物实现半透明近红外有机光电探测器

    研究开发了 BODIPY 基给体聚合物 PBODIPY-T,并以结构相关的 PBODIPY-DPP 作参照,制备半透明近红外有机光电探测器。1:1 给受体比例的 PBODIPY-T:PC61BM 器件平均可见光透过率 58.3%,820 nm 处外量子效率 25.3%,最大比探测率 2.2 × 10^12 Jones,-3 dB 带宽 79 kHz。

    推荐理由:PBODIPY-T 给出一组半透明近红外探测器的可见透过率与探测率数据,可对照同类给体材料的器件取舍。

  8. Small62

    聚甲醛纤维/丙烯酸酯/BaSO4 气凝胶与石墨烯气凝胶/石蜡复合的双模式 Janus 材料用于全天候被动辐射制冷与太阳能焦耳加热

    研究者开发了一种可切换双模式 Janus 结构复合材料,将聚甲醛纤维/丙烯酸酯树脂/BaSO4 气凝胶制冷层与石墨烯气凝胶/石蜡相变复合加热层结合,实现被动辐射制冷、太阳能焦耳加热与潜热存储的协同。

    推荐理由:原文给出双层复合材料的反射率、发射率与净制冷功率等实测数据,可据此判断其在建筑热管理中的适用区间。

  9. Small62

    三层核壳相变纤维实现热管理、多模态传感与红外隐身

    研究团队用乳液湿法纺丝制备了热塑性聚氨酯/十八烷/PEDOT:PSS/银微粒复合纤维(TOPAF),具有三层核壳结构,并借助双扩散策略实现相变材料的同步封装。该纤维熔融焓约 133.0 J g⁻¹,断裂伸长率超过 400%,电导率超过 268.2 S m⁻¹;模拟光照下表面温度从约 27.8°C 升至 41.8°C,2.0 V 电压下达到约 47.9°C。

    推荐理由:原文给出相变焓、电导率与红外吸收率等关键数据,可据此判断这种三层核壳纤维在热管理与传感上的集成程度。

  10. Journal of the American Chemical Society58

    卤化物固态电解质与 glyme 溶剂自组装形成立方晶态碱金属卤化物家族

    研究报道了卤化物固态电解质与 glyme 类溶剂之间的通用自组装反应,生成 ABX6·mGn(A = Li、Na、K;B = Ta、Nb;X = Cl、Br;Gn = 单甘醇二甲醚至四甘醇二甲醚)碱金属 glyme 卤化物家族,其结构类似 CsCl,碱金属阳离子位于中心,周围是快速运动的 glyme 分子,BX6 八面体位于顶点。

    推荐理由:原文给出这类碱金属 glyme 卤化物的立方结构与离子电导率区间,可据此判断其在固态离子学中的位置。

10月7日周三
  1. Advanced Functional Materials62

    PVA-B 自修复水凝胶电解质实现 45.77 mS cm⁻¹ 超高离子电导率

    研究团队构建了负载 Zn(OTf)₂ 的聚乙烯醇-硼砂(PVA-B)网络水凝胶电解质,离子电导率达 45.77 mS cm⁻¹。PVA-B 骨架形成非均相静电环境,通过低能垒跳跃机制引导 Zn²⁺ 迁移,同时促进 Zn²⁺ 导电固体电解质界面(SEI)生成以加速界面扩散;水凝胶还重构 Zn²⁺ 溶剂化鞘,抑制副反应并降低去溶剂化能垒。

    推荐理由:PVA-B 水凝胶电解质给出 45.77 mS cm⁻¹ 离子电导率,并解释体相与界面 Zn²⁺ 传输的级联协同机制。

  2. Advanced Functional Materials76

    低有序分子堆积的 Y 系列受体实现 21.0% 有机光伏效率

    研究用液滴钉扎结晶法制备高有序(ho)薄膜,并与常规低有序(lo)薄膜对比载流子动力学,发现 lo-L8-BO 薄膜因电子-振动耦合减弱而抑制非辐射复合、激发态寿命更长,从而同时提升开路电压(V_OC)与激子扩散长度。

    推荐理由:原文对比高有序与低有序 L8-BO 薄膜的载流子动力学,给出分子堆积无序度与 V_OC 损失、效率之间的对应关系。

  3. Advanced Functional Materials75

    区域规整度作为阴离子交换离聚物粘结剂的解耦设计轴用于AEM水电解

    研究团队合成了一系列聚(2,2′-二丙基联苯-co-联苯-co-三联苯哌啶鎓)粘结剂(RR X,X=22‒100),通过超酸催化多羟基烷基化制备,发现区域规整度与阳离子化学、离子交换容量和骨架家族解耦。

    推荐理由:通过不对称联苯单元的区域规整度调控阴离子交换离聚物粘结剂,在中间区域获得最优的电荷转移与耐久性平衡。

  4. Advanced Functional Materials62

    溶剂化调控碳酸丙烯酯电解液中界面钝化对石墨负极循环不可或缺

    研究用乙氧基(五氟)环三磷腈(PFPN)削弱 Li+–PC 配位、用氟代碳酸乙烯酯(FEC)构建钝化 SEI,区分溶剂化调控与界面钝化在石墨负极中的作用。结果显示溶剂化调控在低电流下抑制 Li+–PC 共嵌入,但电流升高时不足,连续 SEI 作为额外的 Li+–PC 传输屏障对持续循环不可或缺。

    推荐理由:通过 PFPN 与 FEC 分工,区分溶剂化调控与界面钝化在石墨负极中的作用,为宽温电解液设计提供可迁移思路。

  5. Advanced Materials71

    在阴离子交换膜中调控含氟链位置以强化离子与水传输通道

    研究通过在疏水聚合物骨架上设计含氟烷基侧链来增强两亲性自组装,构建连通的氢氧根离子与水传输通道,所得 PTA fc P 膜在 80°C 下溶胀比为 14.38%、OH⁻ 电导率为 179.2 mS cm⁻¹。基于该膜的电解槽电流密度达到 7.5 A cm⁻²,并在 0.5 A cm⁻² 下运行 2000 h,电压衰减速率仅 17.9 µV h⁻¹。

    推荐理由:原文给出 PTA fc P 膜的溶胀比、OH⁻ 电导率与电解槽 2000 h 衰减数据,可据此判断含氟侧链设计在 AEM 上的性能区间。

  6. Advanced Materials62

    协同组装界面层让反式钙钛矿电池效率达 27.06%

    研究将 Me-4PACz 与咔唑-9-乙醇(CE)共组装成化学异质协同组装(SACH)界面层,CE 通过杂分子 π 作用和色散作用抑制 Me-4PACz 过度自聚集,其羟基与钙钛矿形成 O─H···I⁻ 作用以钝化界面缺陷。

    推荐理由:原文给出协同组装界面层的分子设计与器件数据,可了解 SAM 聚集调控对反式钙钛矿电池效率与稳定性的作用。

  7. Macromolecules62

    三重交联海水基水凝胶在 30–200 °C 热剪切下保持 169.5 mPa·s 黏度

    研究用超高分子量 AM/AA/AMPS 共聚物与 Zr4+/PEI 复合交联剂制备了具有层级三重交联的海水基水凝胶,用于超深海洋储层开发。加热时 Zr4+ 先与羧基配位形成离子网络,PEI 随后在高温下与酰胺基化学交联,海水中的 Ca2+/Mg2+ 在持续加热中提供额外离子增强。

    推荐理由:原文给出三重交联层级与 AMPS 含量对水解抑制的取舍关系,可据此判断海水基水凝胶在高温高盐下的设计窗口。

  8. Advanced Functional Materials62

    聚合物酞菁 Cu–N4 单原子位点负载碳纳米管用于 Li–CO2 电池正极

    研究者将聚合铜酞菁通过三甘醇连接基原位聚合,以 π–π 作用均匀包覆在碳纳米管上,制得 CuPPc@CNT 无贵金属正极电催化剂,其 Cu–N4 单原子位点用于 Li–CO2 电池。

    推荐理由:原文给出 CuPPc@CNT 的过电位与循环数据,可据此判断聚合物酞菁单原子催化剂在 Li–CO2 电池中的位置。

  9. Advanced Functional Materials62

    应变传感集流体实现锂离子电池嵌锂动力学的原位探测

    研究团队提出一种应变传感集流体(SSCC),通过 UV 辅助转印与表面电镀将图案化 Constantan 应变传感单元集成到铜集流体内部,保持连续导电铜表面并可直接涂覆石墨,使该集流体在软包电池中作为负极片使用。

    推荐理由:把应变传感单元集成进铜集流体,可在不干扰电芯结构的前提下原位读取石墨电极的嵌锂应变。