近日，大连理工大学教授胡方圆在钠离子电池关键材料创制方面取得进展，揭示了电极电势诱导液态金属界面张力变化的构效关系，阐明了微应力场促进Na+传输的新机制，构筑了新型高性能的电明升手机储能器件。相关成果发表在《能源与环境明升体育app》上，并被遴选为当期的封面论文。
“仿生心脏”微应力泵助力钠离子传输。大连理工大学供图
胡方圆等人受到心脏泵血机制的启发，提出了微应力泵促进离子流传输的新策略，促进了Na+快速传输，揭示了电极电势诱导液态金属界面张力变化的构效关系，阐明了微应力场促进Na+传输的新机制。团队在电明升手机过程中通过电压变化调控液态金属规律性收缩/扩张，作为微应力泵来模拟心脏节律性跳动过程，从而类似加速血流泵出现象而改善离子流传输过程，起到了通过应力场加快离子传输速率的作用。结合微型传感器原位监测技术，阐明了液态金属基电极材料的应力与电明升手机性能之间的构效关系。构筑出Ah级软包电池，在1C电流密度下经过500次循环充放电过程后，其容量保持率为90.2%。
该工作阐述了液态金属界面张力与电极电势之间的关系，揭示了电极电势对Na+电明升手机传输速率的影响规律。在还原反应过程中，电极电势降低，液态金属的界面张力加快了Na+向内的传输速率。在氧化反应过程中，电极电势增加，液态金属表面电荷密度增大，界面张力下降，加快了Na+向外的传输速率。
相关论文信息：http://doi.org/10.1039/D4EE00282B
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