Li+电池固态聚合物电解质研究进展

固态聚合物电解质具有高安全性、高成膜性和黏弹性等优点,并与电极具有良好的接触性和相容性,是实现高安全性和高能量密度固态Li⁺电池的重要电解质体系。然而聚合物电解质室温离子电导率较低（10^-8~10^-6 S·cm^-1）,不能满足固态聚合物电池在常温运行的需求。因此,在提高离子电导率、机械强度和电化学稳定性等本征属性的基础上,同时探究改善电解质/电极的界面处及电极内部的离子输运是研发固态聚合物Li⁺电池面临的关键问题。主要从改性聚合物电解质用以提高Li⁺电池电化学性能的角度出发,综述了凝胶聚合物电解质、全固态聚合物电解质和复合固态电解质中的离子输运机制及其关键参数,总结了近年来聚合物电解质的最新研究进展和未来的发展方向。     

全固态锂离子电池技术进展及现状

锂离子电池电解质多为有机液体,易燃易爆、安全性差。用固态电解质制备的全固态锂离子电池,具有电化学窗口宽、能量密度大和安全性高等优点,是电动汽车和规模化储能应用的理想化学电源。本工作主要介绍了全固态电解质的电解质材料及电极/电解质界面调控与机理问题,为改善固/固界面相容性及降低界面阻抗方面提供解决方案。阐述了目前主流的正负极材料、全固态锂离子电池的设计及目前的专利申请状况,简要讨论了全固态锂离子电池面临的主要问题,并从产业应用角度展望了其应用现状和未来发展趋势,为从业者全面了解全固态电池的发展提供有利依据。     

石榴石型全固态锂离子电池复合正极研究进展

全固态锂离子电池具有高能量密度、长循环寿命和高安全性等优点,是当前的研究热点。固态电解质是全固态电池的核心组件,石榴石型固态电解质被认为是体型全固态锂离子电池理想的电解质材料。基于石榴石固态电解质构筑复合正极,解决固态电解质与正极材料、电解质层与复合正极层的固–固界面问题,是提高电池性能的关键。详述了石榴石电解质基复合正极构筑以及与电解质间界面修饰的研究进展,并展望了石榴石型全固态锂离子电池的复合正极构筑及界面修饰的发展方向。     

锂电池固态电解质新材料问世

近日,丰田中央研发实验室开发了一种有望用于高功率和高能量的全固态锂离子电池的固体电解质新材料。该材料用于正极为钴酸锂、负极为锂单质的锂离子电池时,具有优异的充放电性能和循环性能。全固态锂离子电池以传统固体氧化物作电解质时,比有机电解液和固体硫化物中的离子电导率低很多。该电解质不仅有高的化学稳定性和宽的电化学窗口,而且在室温下的离子电导率比有机电解液的电导率还高出两个数量级。该固体电解质与正极不会发生副反应和材料剥离,且界面阻抗能低到和普通的液态锂离子电池接近,但界面阻抗的活化能小很多。     

体型无机全固态锂离子电池研究进展

体型无机全固态锂离子电池具有无安全隐患、使用温度范围广、能量密度高以及循环寿命长等优势,是未来锂离子电池的发展趋势,然而高性能全固态电池的制备仍然是研究中的难点和热点。围绕不同的制备方法,对体型无机全固态锂离子电池的结构设计、界面问题、容量性能、能量密度和循环性能的研究进展进行综述,并着重讨论了提高固态电解质综合性能、改善电极层与固态电解质层间界面问题以及合理设计电池结构的原则和方法。     

钙钛矿型固体锂离子电解质的研究进展

锂离子电池广泛用于便携式电子设备,例如电脑、手机和电动车辆。目前使用的电解质是有机液体材料,但存在易燃且易挥发的安全问题。无机固体锂离子电解质具有能量密度高、使用寿命长、功率大、安全性高、无污染等优点。似乎无机固体锂离子电解质是传统有机液体电解质的良好替代品。其中,钙钛矿型锂离子电解质具有高的晶粒导电性和良好的化学稳定性,在全固态锂离子电池中显示出巨大的潜在应用。综述了近年来钙钛矿型锂离子电解质的晶体结构,制备工艺和掺杂改性的研究进展。目前,大多数制备LLTO(锂镧钛氧)的方法需要更高的温度和更长的时间,并且LLTO本身的晶体电阻更大。因此,如何降低晶界电阻,提高离子电导率,寻找中低温制备工艺仍是未来研究的重点。     

陶瓷纳米纤维:铺就锂离子电池传导高速路

<正>上海科技大学助理教授刘巍用有序排列的陶瓷纳米纤维,显著提高了锂离子电池安全性和稳定性,为高性能全固态电池产业化奠定了基础。相关研究成果近日发表在国际顶尖杂志《自然·能源》上。刘巍告诉记者,传统的锂离子电池使用的是易挥发、易燃、易爆的有机液态电解液,电池使用过热或不当会产生电池爆炸的安全隐患。而用固态电解质替代液态电解质的全固态锂离子电池,能量密度、热稳定     

陶瓷纳米纤维提升锂离子电池性能

<正>上海科技大学于2017年4月9日表示,他们用有序排列的陶瓷纳米纤维显著提高了锂离子电池安全性和稳定性,为高性能全固态电池产业化奠定了基础。传统的锂离子电池使用的是易挥发、易燃、易爆的有机液态电解液,电池使用过热或不当会存在电池爆炸的安全隐患。而用固态电解质替代液态电解质的全固态锂离子电池,能量密度、热稳定性、使用寿命以及安全性都     

固态聚合物电解质性能提升方法的研究进展

商用锂离子电池由于使用危险和易燃的液体电解质,容易发生火灾和泄漏问题,存在安全隐患。全固态锂离子电池由于其安全性和潜在的高能量密度优势,被认为是下一代能量存储设备。固态聚合物电解质作为全固态锂电池的关键部件,具有良好的不可燃性和对锂金属阳极的适应性,近年来受到广泛关注。但其离子导电性低、力学性能差以及循环寿命不足等限制了其实际应用。根据近年来的研究进展,本文总结了优化固态聚合物电解质性能的方法,包括增加离子电导率,提高电压稳定性、抑制枝晶形成、增加离子选择性和降低界面电阻等,并简要分析了聚合物电解质的现状和发展前景,为固体聚合物电解质基电池的广泛应用奠定了基础。     

硫化物固态电解质的研究进展

锂离子电池作为储能工具,在现在社会中交通运输、通讯电子设备、新能源汽车等领域被广泛使用。然而大多数锂离子电池的是使用液态电解质,这些有机液体电解质在使用的过程中,存在易挥发、易泄漏、抗冲击性能差等安全隐患。固态电解因为质具有热稳定性高、抗震动性能好、并且作为电解质的锂离子电池具有超长的储存寿命等优点,同时具有机械强度高,生产工艺简单、成本低而日益受到人们的重视。其中,玻璃态硫化物锂离子导体具有高达10-3S/cm电导率而备受青睐。本文综述了硫化物的固态电解质研究和开发现状,提出并详细分析了该技术面临的主要科学与技术问题,并对今后的研究方向进行了展望。     

固态锂电池正负极界面关键问题研究进展

采用具有优异热、电稳定性的固态电解质取代商用液态电解液，组装全固态锂离子电池被认为是解决电池安全问题的最优方案之一。然而，固态锂电池正负电极与电解质间的固-固界面依然存在接触性差、兼容性差以及离子传输不稳定等关键问题。为加快固态锂电池的研究与开发，分别对固态电池正极-电解质以及负极-电解质界面间的优化策略进行了综述，特别强调了固态电池内部稳定界面的重要性以及对电池性能的影响。     

离子液体基锂离子电池电解液的应用与性能改进

近年来锂离子电池在动力电池方面被寄予厚望,但安全性是制约其应用的关键之一,而其安全性与电解液性质密切相关。离子液体具有不可燃、不挥发、热稳定性好等优点,可作为电解液以替代传统有机溶剂应用于锂离子电池中。基于现有研究,本文阐述了各类离子液体作为锂离子电池电解液的优异性和不足点,进而综述了各种针对离子液体自身不足采取的性能改进方法,并对该方向的进一步研究进行了展望。     

Application of ionic liquids-based Li-ion battery electrolyte andimprovement of electrochemical properties

近年来锂离子电池在动力电池方面被寄予厚望,但安全性是制约其应用的关键之一,而其安全性与电解液性质密切相关。离子液体具有不可燃、不挥发、热稳定性好等优点,可作为电解液以替代传统有机溶剂应用于锂离子电池中。基于现有研究,本文阐述了各类离子液体作为锂离子电池电解液的优异性和不足点,进而综述了各种针对离子液体自身不足采取的性能改进方法,并对该方向的进一步研究进行了展望。     

高镍锂离子电池三元材料NCM电解质的应用

高镍三元正极材料成本低、比容量高,符合锂离子电池可持续发展的理念,被认为是下一代的主流正极材料。但是,高镍材料需搭配合适的电解质才能有效发挥其性能,而这一研究很少被关注。因此,总结并选择适配的电解质对于高镍锂离子电池来说格外重要。本文简述了锂离子电池电解质的一般组成及其产生的电解质类型,重点综述了有机液体电解质、固体电解质及离子液体基电解质在高镍三元材料电池中的应用,并通过电解质的量化计算进行了验证总结。分析表明,离子液体-有机溶剂混合电解质在高镍三元材料（NCM）电池中具备更好的循环效果,同时满足了电池安全稳定的要求,更适合作为高镍材料电池的电解质。最后,针对混合电解质各溶剂间的相互作用机理及Li⁺传输等分子动力学研究进行了展望。     

图书资讯

锂离子电池电解质郑洪河等编著49.00元锂离子电池是现代电化学发展的成功范例。电解质作为锂离子电池的关键材料影响甚至决定着电池的比能量、寿命、安全性能、倍率充放电性能和高低温性能等多种宏观电化学性质。该书集中反映了许多国际、国内有关锂离子电池电解质的最新研究成果,系统介绍了有机液体电解质、聚合物电解质、室温离子液体电解质、无机固体电解质和水系电解质用于锂离子电池的专门知识,明确了各类电解质体系的发展现状、存在问题和优化方法,集中展现了锂离子电池电解质研究的新理论、新应用和新动态。该书的编著力求概念明确、思路清晰、内容全面、深入浅出,对从事锂离子电池与功能电解质的研发人员具有较高的参考价值和指导意义,也可供化学、化工、材料和环保等领域的研究人员以及相关专业的高等院校师生参考与学习。     

四氟草酸磷酸锂的制备及应用

四氟草酸磷酸锂主要应用于锂离子电池、锂离子电容器等非水电解液的添加剂或作为新型锂离子电池电解液用盐,能改善电解液的热稳定性和水解稳定性。与六氟磷酸锂相比,四氟草酸磷酸锂具有更好的热稳定性和对水的耐受性,在正极材料表面形成更加稳定的固体电解质界面膜(CEI膜),有效提高电池的高温循环和高温存储性能,因此在高镍、高电压领域有着广泛的应用。本文概述四氟草酸磷酸锂的制备及应用,可供锂离子电池电解液以及锂离子电池开发人员参考。     

全固态薄膜锂离子电池

能源短缺及以雾霾为代表的环境问题,使人们更加重视新能源技术。随着新能源汽车的兴起,锂离子电池越来越受到关注。相对于液态锂离子电池,全固态锂离子薄膜电池由于安全性更高等优点,日益受到重视。本文详细介绍了全固态锂离子薄膜电池的工作原理及特点。进一步从全固态薄膜锂离子电池的固态电解质与正负极材料两方面对其国际上具有代表性的研究进展进行阐述。最后,对全固态薄膜锂离子电池的应用前景进行展望,并提出了为实现其大规模商业化应用所需解决的科学与技术问题。     

钠离子电池研究进展

钠离子电池具有比能量高、安全性能好、价格低廉等优点,在储能领域有望成为锂离子电池的替代品。本文阐述了钠离子电池的研究现状,对钠离子电池研究的正负极材料、电解质的制备以及其电化学性能作了概述性讨论。正极材料有氧化物型、聚阴离子型;负极材料有碳基材料、钛基材料和合金负极材料等;电解液有有机溶剂电解液和凝胶聚合物电解液,并分别阐明了各种材料的优势和局限性。最后指出了这类高效钠二次电池体系有可能逐渐替代锂离子电池,并指明了现阶段发展钠离子的主要问题是不同体系材料的相互匹配。     

全固态锂离子电池的研究进展与挑战

全固态锂离子电池具有安全性高、电化学性能优异等优点,但存在电极与电解质界面相容性差、室温离子电导率低等问题。本文总结了以上问题产生的原因及解决方案。对于正极界面,可复合正极材料与固态电解质、构造三维多孔结构固态电解质或在界面处引入缓冲层。对于负极界面,可设计界面层、原位聚合生成固态电解质、构造固态电解质骨架或使用自愈合和弹性固态电解质。对于固态电解质自身,以聚氧化乙烯（PEO）固态聚合物电解质为例,可添加增塑剂、无机陶瓷填料或构造聚合物共混物与嵌段共聚物。最后,对今后的研究方向提出了建议：应注重优化电极/固态电解质界面层;探索锂离子传输机理;构建具有高离子电导率的固态电解质等。     

聚合物及离子液体电解质在锂二次电池中的应用

系统地介绍了锂离子二次电池电解质,特别是聚合物电解质及离子液体电解质的应用研究现状。开发具有高能量密度、稳定的充放电性能、循环寿命长、可塑性、高安全性与低成本的锂离子电池是当前的研究热点。离子液体具有较高的离子电导率、宽电化窗口,且无蒸汽压,而聚合物具有良好的机械加工性能。二者的结合将为锂离子电池电解质的研究提供了新的开发思路。