Stabilizing dual-cation liquid metal battery for large-scale energy storage: A comprehensive hybrid design approach

材料科学 对偶(语法数字) 电池(电) 储能 电化学 工作(物理) 纳米技术 电极 机械工程 热力学 化学 工程类 功率(物理) 艺术 物理 文学类 物理化学
作者
Han Zhou,Lei Huang,Meng Yu,Xiaohui Ning
出处
期刊:Energy Storage Materials [Elsevier BV]
卷期号:70: 103540-103540 被引量:6
标识
DOI:10.1016/j.ensm.2024.103540
摘要

Liquid metal batteries (LMBs) hold immense promise for large-scale energy storage. However, normally LMBs are based on single type of cations (e.g., Ca2+, Li+, Na+), and as a result subject to inherent limitations associated with each type of single cation, such as the low energy density in Ca-based LMBs, the high energy cost in Li-based LMBs, and the short cycling lifespan in Na-based LMBs. Here we propose a dual-cation (Ca2+ and Li+) liquid metal battery, which allows access to, simultaneously, high energy density, prolonged cycling lifespan, reduced energy cost, and enhanced cycling stability. For this strategy to work, the main obstacle to overcome is the instability of the dual-cation system in electrochemical reactions. We have undertaken a hybrid design approach to resolve this issue, by integrating phase diagram design, first-principles calculations, and machine learning techniques. We discover that incorporating magnesium as an inert additive can effectively stabilize the cycling performance of dual-cation LMBs. Furthermore, our results reveal that specific ion ratios are required to release tailor dual-cation chemistry, to enable the designed multi-component alloy (Ca-Li-Mg in our case) electrode to function properly in LMBs. These findings are expected to have general implications for future developments of innovative LMBs with enhanced performance.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
long完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
英姑应助活泼的磬采纳,获得10
1秒前
1秒前
4秒前
5秒前
kai9712完成签到,获得积分0
6秒前
科研通AI6.3应助WJane采纳,获得10
7秒前
8秒前
lry完成签到 ,获得积分10
11秒前
Holly发布了新的文献求助10
11秒前
Moonpie应助满意花生采纳,获得10
12秒前
12秒前
传奇3应助hepingyang采纳,获得10
13秒前
acid发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
FashionBoy应助123采纳,获得10
15秒前
Ship完成签到,获得积分10
15秒前
淳于如雪发布了新的文献求助10
16秒前
张泽龄完成签到 ,获得积分10
16秒前
星辰大海应助sophia采纳,获得10
16秒前
LXYU完成签到,获得积分20
17秒前
Kao应助落叶的怀柔采纳,获得10
17秒前
忧郁翠彤应助LL采纳,获得10
19秒前
molihuakai应助千纸鹤采纳,获得10
19秒前
hai发布了新的文献求助10
20秒前
烟花应助qiu采纳,获得10
20秒前
20秒前
英俊的铭应助乐观三问采纳,获得10
21秒前
负责月光发布了新的文献求助20
22秒前
LXYU发布了新的文献求助20
22秒前
满意花生完成签到,获得积分10
22秒前
liuqi完成签到,获得积分10
22秒前
所所应助korchid采纳,获得20
23秒前
24秒前
24秒前
CodeCraft应助homeless采纳,获得10
25秒前
吴军霄完成签到,获得积分10
25秒前
hai完成签到,获得积分10
26秒前
26秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
Prescott's Microbiology: 2026 Release ISE 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Environmental Leverage in Times of Climate Crisis: Product Standards, Carbon Border Measures and Preferential Trade Agreements 1000
Interactions of Vowel Quality and Prosody in East Slavic 1000
Erwählung und Berufung bei Paulus: Bedeutung, Entwicklung und Funktion einer Vorstellung in ihrem frühjüdischen und griechisch-römischen Kontext 850
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7190168
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8827553
关于积分的说明 18637392
捐赠科研通 6823997
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3174927
关于科研通互助平台的介绍 2326112
邀请新用户注册赠送积分活动 2149295