日本开发出高电导率固体电解质材料

锂离子无机固体电解质是先进锂电池材料研究的重点之一,对锂电池未来的发展起到非常重要的作用。锂离子无机固体电解质材料的主要类型包括钙钛矿型、NASICON型、LISI-CON型、Li3N型、玻璃态氧化物、玻璃态硫化物及其它无机固态电解质等。固体电解质材料具有良好的电化学稳定性和热稳定性,长寿命的优点,但是固体电解质低电子电导率的特性     

Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3固态电解质的制备及表征

固态电池是未来电池技术发展方向之一,而固态电解质是研究固态电池的重点。采用溶胶凝胶法和固相法制备Li_(1.3)Al_(0.3)Ti_(1.7)(PO_4)_3(LATP)作为固态电解质。通过X射线衍射、扫描电子显微镜、交流阻抗法对不同烧结工艺条件下的LATP玻璃-陶瓷粉的结构、形貌和电导率进行分析表征。结果表明,通过溶胶凝胶法和固相法合成的样品都具有钠离子快导体(NASICON)结构(空间结构群R-3C),结晶程度良好,粒径均匀,晶粒之间相连形成纳米多孔结构。固相法制备的样品呈现立方颗粒形态。溶胶凝胶法制备的样品电导率总体都高于固相法制备的样品。     

PEO基聚合物-陶瓷复合固体电解质研究进展

全固态电池(ASSB)由于能量密度高、热稳定性好、安全可靠而受到广泛关注。固体电解质是其关键部件。聚环氧乙烷(PEO)基聚合物-陶瓷复合固体电解质(CSE)体系具有物美价廉、安全可靠的特点，研究颇为广泛，适用于高性能ASSB。总结了PEO基聚合物-陶瓷CSE的最新进展。从组分、电化学性能、无机陶瓷颗粒结构和离子导电机理进行了分析总结，介绍了PEO基聚合物-无机陶瓷CSE的设计方向、主要挑战和应用前景。     

无机固体电解质用于锂及锂离子蓄电池的研究进展Ⅱ玻璃态锂无机固体电解质

玻璃态锂无机固体电解质用于锂及锂离子蓄电池具有安全、循环性能好和电化学阻抗小等突出优点.分类介绍了玻璃态锂无机固体电解质的组成与导锂机理,归纳了提高其导电性的方法,如添加锂盐、使用混合网络形成物和形成玻璃-陶瓷电解质等.展望了这类电解质材料在锂及锂离子蓄电池中的应用前景.     

NASICON型固态电解质LATP电化学性能及稳定性

NASCION型磷酸钛铝锂Li_1+xAl_xTi_2-x(PO₄)₃(LATP)作为一种低成本、高锂离子电导特性的无机固态电解质材料,在高能量密度、高安全性的锂电池领域有着良好的应用前景。基于LATP固态电解质在正极材料及隔膜包覆领域的潜在应用,对其电化学性能及充放电结构变化过程进行全面评价。结果表明,LATP在锂离子电池体系中循环稳定性较差,充放电循环容量迅速衰减,导致这一现象的原因在于,LATP储锂容量的主要贡献来源于Ti⁴⁺/Ti³⁺的价态变化,但是该过程并不完全可逆,使得储锂容量骤降。同时,LATP会与电解液中含氟组分反应生成TiF₃,使得Ti³⁺向电解液中溶出。但是,在循环后LATP导电性有所增强,可能得益于材料表面形成的电子导电层,该特性将有助于其在正极材料表面包覆应用领域的性能发挥。因此,针对LATP在实际电池体系中的应用开发,未来仍需评估LATP结构变化对电池性能的影响,在充分发...     

改进型溶胶-凝胶法掺杂改性Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3

采用改进型溶胶-凝胶法制备Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3(LATP)粉体材料,研究掺杂LiNO3、正硅酸乙酯及氧化锗(GeO2)对LATP材料的烧结性能、晶体结构和离子导电性能的影响.掺杂有助于提高LATP的总离子电导率,降低晶界阻抗,且掺杂正硅酸乙酯的效果好于掺杂LiNO3.掺杂正硅酸乙酯后,LATP晶粒离子电导率达到7.28×10-3 S/cm,室温总离子电导率达到相对最佳值9.44×10-4 S/cm.     

水性聚氨酯脲固体电解质中离子状态的研究

以聚乙二醇(PEG)和聚四氢呋喃二元醇(PTMG)为混合软段,异佛尔酮二异氰酸酯、二羟甲基丙酸、乙二胺为硬段,LiOH为中和剂,合成了PEG/PTMG共聚软段水性聚氨酯脲(PUU),并掺杂LiClO4制备了一系列聚氨酯固体电解质;采用FTIR、DSC、交流阻抗实验考察了LiClO4含量对PUU/LiClO4固体电解质膜结构和性能的影响。研究表明,在PUU/LiClO4固体电解质膜中,Li 与PUU链段之间有相互作用力存在;当LiClO4浓度小于0.5mmol/gPUU时,Li 主要以自由离子形式存在,PUU/LiClO4固体电解质膜的电导率最高;当LiClO4浓度高于0.5mmol/gPUU时,Li 主要以离子对及离子簇形式存在。     

溶胶-凝胶制备工艺对Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3的影响

为研究溶胶-凝胶法制备工艺对Li_1.3Al_0.3Ti_1.7(PO₄)₃(LATP)固态电解质的影响,利用XRD、SEM、电化学阻抗谱(EIS)和热重(TG)-示差扫描量热(DSC)等方法,分析LATP的物相组成、形貌及导电性能。当合成体系的pH=7.0并添加20%过量的锂盐时,可制备出纯相LATP;前驱体经750℃煅烧后再烧结,有利于LATP的致密化。在800℃下低温烧结制备的LATP具有最佳的电导率,为1.1×10^-4 S/cm。     

锂离子无机固体电解质研究进展

锂离子无机固体电解质是先进锂电池材料研究的重点之一,对锂电池未来的发展起到非常重要的作用.综述了几种主要类型锂离子无机固体电解质材料的结构、性质和改性研究,并且对一种性能优良、具有实用前景的固体电解质材料--LiPON进行了详细叙述,最后对以LiPON为代表的锂离子无机固体电解质的可能发展方向及其改性途径做出展望.     

镁离子电池电解液研究进展

综述了镁离子电池当前的主要技术要求、液态电解质(无机盐电解质/格氏试剂/硼基电解质/有机卤铝酸镁基电解质)、固态电解质(无机固态电解质/聚合物固态电解质)，并对其未来发展进行展望，旨在为镁离子电池电解液的研究工作提供一定的参考和借鉴作用。     

聚合物复合电解质的界面结构与控制

主要讨论了聚合物固体电解质与聚合物、增塑剂和无机物等复合形成的多相聚合物复合电解质中 ,界面结构对离子电导率和机械性能的影响。指出选择适当的改性剂及复合方法 ,控制界面的结构和形态 ,形成尽可能多的高导电的界面 ,是获得电导率高和机械性能良好的聚合物固体电解质的有效途径     

锂蓄电池PEO基全固态聚合物电解质研究进展

从提高锂蓄电池聚环氧乙烷(PEO)基全固态聚合物电解质的电导率、锂离子迁移数和改善电解质与锂电极之间的界面稳定性三个方面介绍了其研究进展。复合聚合物电解质的机械性能和电化学性能都有较大的提高,有利于实现锂蓄电池的商品化。此外,还讨论了PEO基全固态聚合物电解质的导电机理和界面稳定机理,特别是无机陶瓷粉末的加入对提高电解质电导率和界面稳定性等方面的作用机理。     

Li|SPE|Li体系阻抗谱分析

为了深入研究对称锂金属电极聚合物电池的界面特性,以PEO为基质,并复配少量纳米无机填料及低分子乙氧化物,制备了固态纳米复合聚合物电解质膜,组装成对称锂金属电极模拟电池,利用交流阻抗法进行测试,并设计出等效电路对测试数据进行拟合,通过数学推导确定了各元件在复数平面图上的对应位置.该等效电路对PEO基固态聚合物电解质体系具有非常好的拟合效果.     

二氟磷酸锂对MCMB负极性能的影响

采用恒流充放电、电化学阻抗谱(EIS)、SEM及X射线光电子能谱(XPS)等方法,研究无机锂盐二氟磷酸锂(LiPO2F2)对锂离子电池负极材料中间相碳微球(MCMB)性能的影响。当电解液中LiPO2F2的含量为1.0%时,MCMB/Li电池在1.50~0.01 V以0.2 C放电、1.0 C充电循环100次,容量保持率为96.9%,比未添加LiPO2F2电解液的电池提高了22.0%。主要原因是LiPO2F2的加入有利于电极表面形成更稳定、致密的固体电解质相界面(SEI)膜,降低电极界面阻抗。     

Li/FeS2电池放电性能的研究

对Li/FeS2电池进行了研制,得到了生产工艺和技术参数.研究了改善Li/FeS2电池放电性能的两种方法:一是在正极中加入活性物质添加剂;二是增加电解液中无机盐成分.结果表明:在正极中加入金属单质和氧化物以及增加电解液中无机盐含量,Li/FeS2电池的放电容量和放电平台都有显著改善.综合不同放电制度的测试结果,最佳添加剂用量为金属单质0.5%、氧化物3%、无机盐0.4%.     

浇铸法制备的PEO基偏铝酸锂复合固态电解质

通过浇铸法制备含快离子导体金属盐LiAlO2(LAO)的聚氧化乙烯(PEO)基复合固态电解质,对LAO不同质量分数的复合固态电解质进行电化学性能测试。复合固态电解质的电化学窗口拓宽,离子电导率提高到8.39×10^-5 S/cm。以复合物固态电解质组装Li/LiFePO4全固态电池,当LAO质量分数为4%,在60℃以0.1 C于2.5~4.0 V充放电,电池的首次放电比容量为153.61 mAh/g,循环50次的容量保持率仍在90%以上。     

锂离子电池

本文比较了液体电解质锂离子电池和固体可充性锂电池的性能和技术难点，提醒有关方面开发全塑固体锂离子电池。     

Na3Zr2Si2PO12固态电解质研究进展

钠离子电池具有资源丰富、能量密度高等优点,使用固态电解质的固态钠电池兼具高安全性成为研究热点。固态电解质是超离子导体,是固态电池关键材料。Na₃Zr₂Si₂PO₁₂是钠超离子导体（NASICON）中最具代表性的固态电解质材料。总结了Na₃Zr₂Si₂PO₁₂材料的结构、离子传输机制及其相互关系,旨在从机理上理解Na₃Zr₂Si₂PO₁₂固态电解质中钠离子传输性能;总结了主要制备方法,指出了不同方法的优缺点;在提升离子电导率方面,对合成工艺、掺杂、界面因素进行了总结,力求归纳和探索合成高性能钠离子固态电解质的途径。