水系锌离子电池无枝晶锌金属负极研究进展

水系锌离子电池由于具有较高的能量密度、成本低廉、安全性高和环境友好等优势,因此在智能硬件、小型电动车、大规模储能等领域具有广阔的应用前景。然而,锌金属负极存在的枝晶问题导致电池循环寿命缩短,严重制约了其实际应用。通过分析锌负极的沉积/溶解过程及其可能出现锌枝晶的路径,从人工界面层构筑、基底结构设计及电解液优化三个方面综述了无枝晶锌金属负极的近期研究进展,系统阐述了其主要设计策略及作用机制。最后,对锌金属负极未来发展方向进行了展望。     

碳基三维集流体在锂金属电池中的应用研究

锂金属负极具有较高的理论比容量(3860 mAh/g)和较低的还原电势(-3.04 V vs.标准氢电势),被誉为最具发展潜力的负极材料,但是锂金属负极中的枝晶、死锂等问题阻碍了锂金属电池的商业化发展.针对锂金属负极中出现的问题,研究人员提出了大量的解决方案,其中,三维集流体不仅可以降低电流密度,缓解枝晶生长,还可以容...     

活性炭涂层改性锌负极与电化学性能研究

提出一种新型的可充电水性锌离子电池(AZIB),该电池由涂有活性炭的锌作为负极,氧化镍干凝胶复合电极作为正极。扫描电子显微镜表明,由于活性炭疏松多孔的结构,可以有效抑制锌枝晶的堆积生长。同时活性炭可以形成导电网络,从而大大扩大电活性表面积。在充放电循环测试中,活性炭涂层锌负极在50次循环后依然具有80%以上的容量。进一步证明了活性炭涂层的有效性。在对称电池测试中,电流密度为1 mA cm^-2,比容量为1 mAh cm^-2的条件下,涂层锌阳极循环160 h仍可实现稳定的镀锌/剥离过程且无短路现象。表现出优异的循环稳定性,并且没有明显的极化。该项工作为开发可充电锌离子电池提供了一个新的视角,并将加快可充电ZIB的实际应用。     

车用固态锂电池研究进展及产业化应用

目前新能源汽车用锂离子电池大多采用液态电解质,容易在使用过程中出现胀气、析锂、内短路等安全问题,严重的还会引起爆炸.固态电池是解决液态电池安全问题的一种有效方法,它采用固态电解质作为锂离子的传输介质,具有良好的机械性能,能够抑制锂支晶的生长,防止内短路.另外,固态电池可以采用锂金属负极,实现电池更高的能量密度.世界各国...     

原位保护层对金属锂电池循环稳定性的影响研究

金属锂电池在高比能特性方面具有超高的优势,近年来重新获得了储能领域的广泛关注与研究.科研工作者针对金属锂电池锂枝晶生长导致的循环稳定性差和严重的安全问题进行技术攻关,在材料层面对金属锂负极界面保护进行了大量研究.但由于材料和电池器件之间的差距,难以将现有金属锂负极界面保护的研究进展实现实际应用.该研究基于金属锂负极软包...     

一种Ag掺杂的石墨烯锂金属负极三维集流体

锂金属负极在循环过程中会产生锂枝晶生长问题,导致电池循环寿命和库仑效率降低,甚至引起安全问题。锂枝晶生长的主要原因是锂金属负极中锂离子的电化学行为不受控引起的。为了解决这个问题,设计了一种由银(Ag)纳米颗粒、石墨烯和聚偏氟乙烯(PVDF)构成的锂金属负极集流体(GP@Ag)。利用银良好的亲锂特性及石墨烯对电子和锂离子的良好导电性,大大提高锂金属负极的电化学动力学性能。将所设计的集流体用于锂金属电池负极并进行电池性能测试,在1.0 C下循环350次,电池容量保持率可提高到93%,证明GP@Ag能有效抑制锂枝晶的生长,从而大大提高锂电池的循环寿命。     

锌镍电池负极发展概述与技术研究进展

随着新能源产业的蓬勃发展,锌镍电池作为一种新型的碱性电池,具有低温性能好,大电流充放性能优越,比能量较高等优点。由于锌镍电池负极在电池循环中出现的钝化、自腐蚀、枝晶生长、电极变形、锌枝晶等问题,造成其循环寿命较短,使得锌镍电池的推广和运用受到了限制。随着新材料,新技术的产生,锌镍电池的推广成为现实。对锌镍电池负极活性物质添加剂的研究进展,分别从代汞添加剂、掺杂包覆及锌酸钙等方面进行了总结分析,最后展望了锌镍电池作为动力电源将具有广泛的应用前景。     

碱性锌电池负极材料的研究进展

基于锌的碱性电池例如锌镍电池、锌银电池等因锌资源丰富、比容量高而被广泛关注.但锌负极普遍存在变形、枝晶、自腐蚀、钝化等问题,降低了电极的循环寿命,影响了锌镍等电池的产业化发展.围绕解决锌负极缺陷的方法,从添加剂、材料表面改性、材料结构设计及电解液改性等方面将近年来的研究成果总结分析.     

三维结构化锂硼合金的锂沉积/溶解特性研究

锂金属负极不可控的枝晶生长导致了高容量锂金属电池极低的库仑效率和较差的循环稳定性.采用具有三维骨架结构的锂硼合金作为锂金属电池负极,系统研究了锂硼合金中锂的溶解/沉积行为及电化学性能.结果 表明:具有独特三维结构的锂硼合金可以显著降低局部电流密度,诱导锂均匀沉积;同时,容纳锂金属的无活性硼3D结构限制了锂枝晶的生长.因...     

亲锂材料在锂金属负极应用中的研究进展

锂金属负极在充放电过程中不受控的电化学行为导致锂枝晶的形成,这导致锂金属电池存在库伦效率低、循环寿命短以及安全问题,电极表面的锂离子的分布不均匀是锂枝晶产生的关键因素,亲锂材料与锂之间具有较强的结合能,可以在在电极表面产生均匀的锂离子通量,因此为了控制锂离子在锂金属负极的电化学行为,在锂金属负极中引入亲锂材料可以诱导锂离子均匀沉淀,抑制锂枝晶的成长。介绍了亲锂材料的发现过程,综述了不同亲锂材料在锂金属负极中的应用,并分析了其局限及将来可能的发展方向。     

锂离子电池硅基负极材料改性研究进展

锂离子电池硅基负极材料由于理论容量较高(4200 mAh/g),成为最具吸引力的新一代负极材料.然而,硅在充放电过程中体积变化较大,引起电池容量的快速衰减,从而导致电池的循环性能变差.为解决此问题,表面处理、多相掺杂、形成硅化物等方法被用来改善硅基负极材料的电化学性能.综述了以上方法对硅基负极材料改性研究的最新进展,并对各种改性方法进行了简单的评述.     

锂离子电池锡基负极材料的改性研究进展

作为高比容量的锂离子电池负极材料,锡基材料的研究主要集中在如何克服其体积膨胀效应带来的容量急剧衰减。综述了近年来国内外解决锡基材料容量衰减的方法,包括锡基材料的纳米阵列化、连接或吸附在大比表面积材料的表面以及填充在刚性材料内部的方法,并对锡基负极材料的发展作了展望。     

锂离子电池锡负极材料研究进展

简要介绍了研究较多的碳负极材料 ,重点评述锡负极材料与锂的反应机理、制备方法、结构与电化学性能之间的关系及近期的研究现状。随着新的制备方法和新的分子结构设计的出现 ,若能克服目前所存在的问题 ,锡基材料有望成为新一代锂离子电池负极材料     

锂离子电池硅基负极材料研究进展

硅基负极材料由于具有理论比容量高等优点,有望成为替代商业化石墨或碳负极的材料.然而,在充放电循环过程中,容量迅速衰减阻碍了硅负极在商业上的使用.主要介绍了近年来硅基负极材料(硅单质、硅氧化物、硅复合物以及采用不同的粘结剂)的研究进展,阐述了硅基材料作为锂离子电池负极材料的研究前景.     

LiCoO2 thin film cathodes grown by sol–gel method

Lithiated layered transitional metal oxide materials of the LiMO₂ type and especially LiCoO₂ presents interesting specific properties as high energy density, long cycle life and constant discharging properties in a wide range of working conditions as well as a good safety. These properties made these materials excellent candidates as active compounds for high capacity cathode materials for rechargeable lithium batteries. LiCoO₂ is the most common lithium storage material for lithium rechargeable batteries, used widely to power portable electronic devices. Operation of lithium rechargeable batteries is dependent on reversible lithium insertion and extraction processes into and from the host materials of lithium storage. In this study, LiCoO₂ thin films were prepared by the sol–gel spin coating technique using metal acetate and citric acid as starting materials. Citric acid acts as a chelating agent, which promotes the preliminary reaction between lithium and cobalt and suppresses the precipitation of acetates. The sol–gel method is well known as one of promising thin-film preparation methods, which has good advantages such as low fabrication cost, relatively easy stoichiometry control, high deposition rate and also known as a low-temperature synthesis method for various ceramics. In addition, the crystal phases involved in the thin film can also be controlled by changing the chemical compositions of the sol. The crystallinity, microstructure and electrochemical properties of final films are also studied by XRD, SEM, AFM and galvanostatic charge/discharge cycling test. Films heat-treated under appropriate conditions exhibit high capacity and good crystallinity so those films are considered to be candidates as cathodes for thin-film micro batteries.     

锂离子蓄电池负极材料最新研究进展

电极材料在锂离子蓄电池的生产和应用中起着关键作用,而高性能锂离子蓄电池的成功开发主要取决于负极材料。对已商品化负极材料的改性以及开发新型负极材料是锂离子蓄电池研究的热点。综述了锂离子蓄电池负极材料的最新研究进展,包括贮锂合金、锂化过渡金属氮化物以及过渡金属磷族化合物,着重讨论其贮放锂机理和电化学特性,并对负极材料的发展方向作了展望,认为贮锂合金的实用化是提高锂离子电池容量的关键。     

三元层状正极材料的电化学性能影响因素研究

三元层状正极材料是非常有应用前景的动力型电池正极材料,而其电化学性能还有待于进一步提高。研究了正极片厚度、隔膜类型、电解液组成和负极表面变化等因素对LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2(NCM111)材料电化学性能的影响。研究发现随着正极极片厚度的增加,电池在循环过程中容量衰减严重;相比于聚丙烯(PP)隔膜,聚酰亚胺(PI)隔膜由于具有更好的浸润性,提高了电池的放电容量;电解液中低粘度链状碳酸二乙酯(DEC)的含量对电极相容性和正极材料中过渡金属离子溶解都有较大影响;负极表面锂枝晶的形成降低了电池的循环性能。     

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。     

锂离子电池材料新进展

评述了近年来有关阳极材料、电解质(非水溶液电解质、聚合物基固态电解质)和阴极材料的开发现状及发展趋势,总结了全球锂离子二次电池的生产与开发态势。     

可充镁电池的研究和发展趋势

可充镁电池是近年来发展的一种极有潜力的新型可充电池.它具有能量密度高、价格低廉、操作安全等优点.本文对可充镁电池的特点,特别是正、负极材料和电解质溶液的研究现状及其发展前景进行了介绍.