锂离子电池负极析锂问题的分析及对策

随着锂离子电池应用领域的拓宽和电子产品的快速迭代，对安全性能和极速充电能力提出了更高的要求。在锂离子电池的极速充电过程，易在石墨负极表面析出金属锂，产生电池容量衰减、安全风险增加、使用寿命缩短等诸多问题。阐述了负极析锂的机理。列举了负极析锂的三种分布状态，并说明了这些分布状态形成的原因。分析了负极析锂的影响因素，如电芯N/P值、充电温度、充电倍率、过充、Overhang设计。提出了解决负极析锂的对策。对负极析锂问题的研究现状进行了总结，并提出了未来负极析锂的可能研究方向。     

电量微分法研究锂离子蓄电池碳负极锂的析出

用中间相炭微球(MCMB)作负极材料,LiCoO2作正极材料,分别制成方型063048锂离子蓄电池和圆柱型14500锂离子蓄电池。研究不同充电电压对充放电容量的影响,并在一定的正负极配比情况下用电量微分法确定电池负极析锂的析出电压。方型电池析出锂的充电电压为4.20～4.25V,圆柱型电池析出锂的充电电压为4.15V。并对两种电池的内阻进行测试,发现圆柱型电池内阻小于方型电池,因而析出锂的电压低。考察温度对电池充电电压与容量关系的影响,发现在15～45℃范围内,温度对其影响很小。     

定向循环技术回收制锂的研究进展

从退役锂离子电池中回收锂是解决锂资源短缺的重要途径之一。从退役锂离子电池产业链出发,分别研究退役三元正极材料和磷酸铁锂(LiFePO₄)锂离子电池中定向循环回收制锂的技术进展,分析不同技术优缺点,并展望该工艺的发展趋势和前景。三元正极材料锂离子电池前端提锂工艺有助于提高锂回收率,磷酸铁锂锂离子电池湿法回收有较高的锂回收率。同时,提出构建高效低成本浸出体系、优化低温焙烧体系,构建全链条一体化定向循环低碳回收体系的设想。     

锂离子电池高温反应及其影响因素

锂离子电池热稳定性能的研究是近年来锂离子电池研究的一个热点。锂离子电池内部高温反应有SEI膜分解反应,嵌锂碳(LixC6)与电解液的反应,嵌锂碳与粘接剂的反应,电解液分解反应．以及正极材料的分解反应,分别对其研究现状作了综述;并分析了影响锂离子电池内部高温反应的各种因素。     

剑桥大学新技术提升锂空气电池容量

<正>随着电动汽车的越来越普及,研究人员也开始将精力集中在研究锂空气电池上。因为锂空气电池比锂离子电池轻得多,更轻的汽车意味着更长的续航里程。从理论上来说,锂-空气电池相对于锂离子电池有巨大的优势,前者的能量密度最高为后者的10倍。因此,锂-空气电池目前是全球的研究热     

三元电池和钛酸锂电池性能失效研究

锂离子电池寿命和安全已引起广泛关注。以25 Ah三元锂离子电池(NCM/C)和4.5 Ah钛酸锂电池(NCM/LTO)为样品,对比分析了这两种正极相似负极不同的电池在高温和低温工况下电池全寿命周期内性能衰退规律。拆解了新电池和循环后的电池,采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)对电池负极的形貌和界面进行对比;利用气相色谱(GC)分析了电池产气的组分和含量;采用C80微量量热仪对电池负极热学性能进行研究。结果表明,锂离子电池负极界面发生电解液分解的产气副反应是导致电池寿命快速衰退的重要原因;负极表面发生析锂是电池安全性能降低的主要因素。     

电池发热性能评价及影响因素

为评价不同化学体系动力电池的发热性能,以电池发热功率与总功率的比值(即发热耗散率,B_HDR)作为评价指标,其值越低,电池发热性能越好。使用绝热加速量热仪,测试磷酸铁锂（LFP）、钛酸锂（LTO）、镍钴锰酸锂（NCM）和锰酸锂（LMO）正极锂离子电池,以及金属氢化物-镍（MH/Ni）电池的发热性能。1 C放电倍率下,NCM锂离子电池的B_HDR为2.36%,发热性能最好;LFP锂离子电池、LMO锂离子电池的B_HDR小于5.00%,发热性能较好;LTO锂离子电池、MH/Ni电池的B_HDR为5.00%～8.00%,发热性能较差。随着放电倍率增大,所有电池B_HDR均显著增加,提供的有效能量减少;LTO锂离子电池放电过程的B_HDR高于充电过程;LFP、LTO锂离子电池在-5～5℃的B_HDR更高,发热性能更差。     

包埋镍酸锂的热稳定性和耐过充性

锂离子电池在受热、过充条件下容易引起安全性问题,使其应用于电动汽车、混合动力汽车的动力电源受到限制.用锂钴氧包埋镍酸锂作为正极材料,组装AA型锂离子电池,对其热稳定性、过充性和钴酸锂AA电池进行了对比研究.实验结果表明:包埋镍酸锂作为锂离子电池正极材料,其热稳定性能和钴酸锂基本相当,过充性能远远优于钴酸锂.包埋镍酸锂正极材料提高了锂离子电池的安全性.     

美国开发新型电解质 解决锂离子电池短路问题

<正>美国能源部西北太平洋国家实验室的科学家开发出一种新型电解质,不但能解决锂离子电池短路起火问题,还能大幅提高电池的效能和使用寿命。该技术有助于开发更加强大而实用的下一代可充电电池,如锂硫、锂空气和锂金属电池。相关论文发表在《自然·通讯》杂志上。锂离子电池的负极由锂或其他材料制成,正极通常由     

新闻

<正>美国Lux研究公司发布《超越锂离子电池:下一代电池发展路线图》报告当今,锂离子电池在全球的技术领先地位已经确立,锂-空气、锂-硫、固态、锌-空气等新型电池设计可使能量密度提高10倍,但其中大多数处于开发的早期阶段,2024年之前不会达到锂离子电池的地位。美国Lux研究公司近日发     

新型锂盐——二氟草酸硼酸锂

介绍了二氟草酸硼酸锂(LiODFB)的基本特性.LiODFB作为锂盐用于电解液中,对不同正极和石墨负极有良好的相容性,能显著提高电池的高、低温性能.综述了LiODFB在锂离子电池中的应用情况.     

失效锂离子蓄电池的回收

综述了近几年来国内外以LiCoO2为正极的失效锂离子蓄电池在回收方面的最新进展。锂离子蓄电池的回收目前大都采用整体破碎后分离出正极活性物质钴酸锂,再通过萃取法、化学沉淀法、电解法以及络合离子交换等方法得到不同钴的化合物,从而达到回收钴的目的。化学沉淀法操作条件容易控制,并且易于实现工业化,具有良好的应用前景。     

金属有机框架材料用于锂电池负极的研究进展

金属有机框架材料(MOFs)因高孔隙率、结构可控和氧化还原活性可调等特点被广泛应用于锂离子电池负极的研究。分析了近几年来MOF基材料在锂电池负极的研究进展;指出MOF基材料固有的多孔结构有利于锂离子迁移,金属中心和有机配体可以作为氧化还原物质使用,具有孔隙可逆储锂和可逆化学反应储锂两种不同的储锂机制;讨论了近几年来MOF基衍生物、复合物在锂电池负极的应用;展望了MOFs在锂电池负极的发展前景。     

锂离子电池导电锂盐研究进展

综述了锂离子电池各种导电锂盐的研究及应用现状,分析了导电锂盐的结构对其性能的影响;综述了磷系列锂盐、硼系列锂盐、甲基系列锂盐、亚胺系列锂盐和其它导电锂盐的研究现状以及未来发展的前景。     

锂离子电池正极材料的结构和性能研究方法

介绍了锂离子电池正极材料的结构和性能研究方法,包括松装密度,振实密度,粒度分析及比表面积和电化学性能研究方法,为在实验室中进行锂离子电池正极材料研究的人员提供借鉴和参考。     

锂离子电池新型电解质锂盐的研究进展

详细介绍了近年来应用于锂离子电池的各种新型锂盐,对不同锂盐的合成方法及物理化学性能作出了全面的阐述,并讨论了它们的优缺点及在锂离子电池中的应用前景.     

锂离子电池产业政策研究及检测标准分析

简要介绍了锂离子电池的优势,汇总了世界主要发达国家锂离子电池工业产业政策,对中国锂离子电池工业发展给出了建议.简要介绍了锂离子电池安全性检测标准现状,指出了存在的问题,提出了相应的对策与建议,以保证锂离子电池产品安全,促进锂电池工业安全、健康发展.     

锂离子电池电解液新型锂盐的研究进展

锂离子电池以其优异的性能在电动车、航空和军事领域得到广泛应用.详细阐述了锂离子电池重要组成成分电解质锂盐的研究进展.针对国内外对新型电解质锂盐的研究现状进行综述,并对未来新型锂盐的研究方向作出展望.     

锂离子电池电极材料的低温特性

采用目前可替换式手机电池常用的方形铝壳锂离子电池,研究电极材料的低温特性。电池正极材料为Li CoO_2、负极材料为大片状2H相石墨、隔膜为单层高密度聚乙烯。电池在低温(0℃)循环(1.0 C充电,0.2 C/0.5 C放电)后,出现析锂、内阻增大、容量减小及鼓包。对电池进行拆解以及对电极沉积物的分析表明:大片状2H相石墨不适合用作在低温环境工作的锂离子电池的负极材料。这类可替换式锂离子电池不适合在低温环境下使用,否则出现鼓包,容易引起安全事故。     

动力锂离子电池运输安全性探讨

国内外制定了严格的锂电池运输规则,但未从根本上解决动力锂离子电池运输安全性问题,且存在较多漏洞,造成极大的动力锂离子电池运输需求与运输安全的矛盾。分析动力锂离子电池运输规则与标准,结合动力锂离子电池的特性,阐述运输过程中高能量密度动力锂离子电池引发事故后导致损失大、低成本运输包装防护不到位、操作隔离困难、一致性评价欠缺和高电压危害被忽视等风险。提出在运输实践中发现问题,通过动力锂离子电池全生命周期内各方共同参与,尤其设计阶段应更多考虑运输安全问题,且各方共同承担安全责任来解决这些问题。