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Multifunctional surfactants for synthesizing high-performance energy storage materials
Energy Storage Materials ( IF 18.9 ) Pub Date : 2021-08-27 , DOI: 10.1016/j.ensm.2021.08.033
Changjiu Li 1, 2 , Wenhao Yang 3 , Wen He 1 , Xudong Zhang 1 , Jiefang Zhu 4
Affiliation  

Due to a steady increase of electrical energy consumption, the demand for high-performance energy storage materials becomes more urgent than ever. Compared to other synthetic technologies, surfactant templating method offers the most efficient way to improve electrochemical performances of energy storage materials. In the synthesis of energy storage materials prepared, various surfactants are often used and play a crucial role in determining the properties of final products. Multifunctional surfactants can effectively tailor and control particle size, crystallinity, morphology, porosity, structure and composition of energy storage materials, achieving significant enhancement in rate capability and cycle stability. Herein, we summarize various surfactants, including classic alkyl-based surfactants, polymers, biological ligands and other surface active molecules. This review highlights the essential roles of surfactants, working as structure-directing agents, carbon sources, porogens and stabilizer agents, etc., in controlling nanostructure of energy storage materials and improving their properties. For different batteries (such as lithium-ion batteries, sodium-ion batteries, lithium-sulfur batteries, lithium-oxygen batteries and alkaline batteries) and supercapacitors, similarities and differences in surfactant mechanism, functions, electrochemical performances of the synthesized materials, challenges and opportunities are discussed as well. To facilitate further development of surfactant template method, some future research trends and directions are finally put forward.



中文翻译:

用于合成高性能储能材料的多功能表面活性剂

由于电能消耗的稳步增长,对高性能储能材料的需求比以往任何时候都更加迫切。与其他合成技术相比,表面活性剂模板法为提高储能材料的电化学性能提供了最有效的方法。在制备的储能材料的合成中,经常使用各种表面活性剂,它们在决定最终产品的性能方面起着至关重要的作用。多功能表面活性剂可以有效地调整和控制储能材料的粒径、结晶度、形貌、孔隙率、结构和组成,显着提高倍率性能和循环稳定性。在此,我们总结了各种表面活性剂,包括经典的烷基表面活性剂、聚合物、生物配体和其他表面活性分子。这篇综述强调了表面活性剂作为结构导向剂、碳源、致孔剂和稳定剂等在控制储能材料的纳米结构和改善其性能方面的重要作用。对于不同的电池(如锂离子电池、钠离子电池、锂硫电池、锂氧电池和碱性电池)和超级电容器,表面活性剂机理、功能、合成材料电化学性能的异同、挑战和挑战也讨论了机会。为促进表面活性剂模板法的进一步发展,最后提出了一些未来的研究趋势和方向。作为结构导向剂、碳源、致孔剂和稳定剂等,控制储能材料的纳米结构并改善其性能。对于不同的电池(如锂离子电池、钠离子电池、锂硫电池、锂氧电池和碱性电池)和超级电容器,表面活性剂机理、功能、合成材料电化学性能的异同、挑战和挑战也讨论了机会。为促进表面活性剂模板法的进一步发展,最后提出了一些未来的研究趋势和方向。作为结构导向剂、碳源、致孔剂和稳定剂等,控制储能材料的纳米结构并改善其性能。对于不同的电池(如锂离子电池、钠离子电池、锂硫电池、锂氧电池和碱性电池)和超级电容器,表面活性剂机理、功能、合成材料电化学性能的异同、挑战和挑战也讨论了机会。为促进表面活性剂模板法的进一步发展,最后提出了一些未来的研究趋势和方向。对于不同的电池(如锂离子电池、钠离子电池、锂硫电池、锂氧电池和碱性电池)和超级电容器,表面活性剂机理、功能、合成材料电化学性能的异同、挑战和挑战也讨论了机会。为促进表面活性剂模板法的进一步发展,最后提出了一些未来的研究趋势和方向。对于不同的电池(如锂离子电池、钠离子电池、锂硫电池、锂氧电池和碱性电池)和超级电容器,表面活性剂机理、功能、合成材料电化学性能的异同、挑战和挑战也讨论了机会。为促进表面活性剂模板法的进一步发展,最后提出了一些未来的研究趋势和方向。

更新日期:2021-09-01
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