固态锂电池中的界面优化

全固态锂电池由于高安全性、高能量密度、宽电化学窗口受到研究者的关注,但是在实际应用中也存在一些问题,如固态电解质和电极材料之间为刚性接触,界面电阻大;锂金属较为活泼,与电解质接触易发生副反应导致界面不稳定;硫化物固态电解质对空气不稳定,生产成本高等.综述了电极材料与氧化物固态电解质、硫化物固态电解质、聚合物固态电解质的...     

固态金属锂负极界面研究进展

开发下一代高安全性、高能量密度电池是电动汽车、可穿戴便携电子设备与可再生能源高效利用的关键。固态金属锂电池是极有希望的下一代电池体系。本文首先综述了固态电解质与界面特性,包括固态电解质中的离子传输机理和固态电解质分类,指出金属锂电极与固态电解质之间有限的固-固界面接触是固态金属锂电池实用化的重要挑战,其界面演变特性主导了固态电池的性能表现。界面演变是机械-化学-电化学耦合的过程。其次,文章综述了电池界面失效机制与构筑策略,指出界面失效包括枝晶状沉积引发的电池短路与空穴累积、副反应导致的电化学界面脱触等,使用界面润湿剂、引入界面缓冲层或构造三维多孔骨架结构化电极等是解决界面问题的重要手段。最后,文章总结指出,固态金属锂电池仍有巨大的进步空间,先进的理论研究和表征手段为进一步认识和理解固-固界面提供了新的机遇,通过界面化学、材料科学、系统工程等领域的交叉共融,有望共同推动下一代高安全、高能量密度固态储能技术的发展。     

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。     

柔性硫化物固态电解质研究进展

采用固态电解质的固态锂电池有望从根本上提高电池的安全性能及能量密度,被认为是最具应用前景的下一代电池技术之一.在诸多固态电解质中,硫化物固态电解质由于超高的离子电导率被认为最具实用化前景,但固态电解质膜易碎、难以加工等问题严重阻碍了其在固态电池中的应用.近年来,大量研究成果表明在固态电解质中引入柔性聚合物或柔性支撑载体...     

聚合物固态电解质界面及其优化的研究进展

基于聚合物电解质的固态锂金属电池具有较高的安全性和稳定性,是下一代储能装置的理想选择。然而,电极与聚合物电解质之间的界面仍然是阻碍固态锂金属电池实际发展的关键问题。因此,对聚合物电解质与正负极之间的界面问题进行详细介绍,包括界面接触不良、电极相容性差以及锂枝晶生长,并总结了缓解界面问题的有效方法,展望了聚合物电解质界面的研究方向,为高能量密度固态锂金属电池的研发提供指导。     

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。     

非晶无机固态电解质的研究进展

各向同性的非晶无机固态电解质具有机械性能好、安全性高、工作温度范围宽以及对金属锂稳定等优点,应用于全固态锂电池可使其具有超长的循环寿命,相对于晶态电解质具有不同的特点和优势,已经成为了固态电池领域的研究热点之一。然而离子电导率较低的缺点限制了其应用范围。介绍了非晶无机固态电解质的锂离子传输机制及导电特性、典型非晶电解质材料的研究进展以及非晶–结晶复合电解质的设计,并针对非晶无机固态电解质的产业化应用现状进行了总结,对未来非晶无机固态电解质的发展及应用前景进行了展望。     

日本开发出“超离子”固态锂电池

最近,日本一个研究小组开发出一种能像电解液一样产生电流的固态电介质,并用其制造出了固态锂电池,其导电性可达到现有液态锂离子电池的水平。     

固态薄膜电池研究进展

目前,固态薄膜电池的研究主要集中在低阻抗电极/电解质界面的构建和高离子电导率固体电解质的开发。介绍了固态薄膜电池的结构设计和离子传输机理,在此基础上讨论了负极膜、正极膜和固体电解质膜的研究进展,最后总结了电极/电解质界面问题及其改进策略。     

日本开发出“超离子”固态锂电池

据美国物理学家组织网8月4日（北京时间）报道,一个日本研究小组开发出一种能像电解液一样产生电流的固态电介质,并用其制造出了固态锂电池,其导电性可达到现有液态锂离子电池的水平。研究人员表示,由于固体更紧密坚固,这种高导电性的固态锂电池能在更宽的温度范围下供电,抵抗物理损伤和高温的能力更强。相关研究发表在《自然·材料学》上。     

锂电池有机-无机复合固态电解质研究进展

有机-无机复合固态电解质是锂离子电池材料的研究热点,由于其兼有聚合物与无机电解质的优点而有望成为下一代全固态锂离子电池的重要组成部分.在这篇综述中,以不同种类的无机填料为依据,总结了常见的复合电解质研究形式,对其最新进展进行了综述.从工作的新颖性、性能提升和实用性等方面考察,对最新研究的不同种类无机填料对复合电解质性能...     

基于聚合物固态电解质的锂负极保护策略及研究进展

聚合物固态电解质因具有较好的柔软性和可加工性,成为一种非常具有应用前景的固态电解质。但在循环过程中,具有高反应活性的锂金属会与电解质材料和锂盐发生持续反应,生成不稳定的固态电解质界面（SEI）。这不仅导致了活性材料的损失,还可能因锂枝晶的生长而产生安全隐患。为了促进固态电解质的进一步发展,亟需解决电解质与电极之间较差的界面稳定性和兼容性等问题。基于此,本文综述了常见的几种聚合物固态电池界面的优化方法,以及最新的研究进展,对聚合物固态电解质在全固态电池中的应用进行了展望,提出了今后研究中应重点关注的技术和方向。     

锂电池用PEO基固态聚合物电解质研究进展及应用

介绍了锂电池用聚氧化乙烯(PEO)基固态聚合物电解质的研究进展,论述了国内外在PEO改性、锂盐改进和制备PEO-无机复合聚合物电解质等三方面在提高其电导率、电化学稳定窗口和离子迁移数等性能进行的研究,综述了PEO基聚合物电解质的应用情况.     

锂电池储存性能研究进展

锂电池具有高能量密度和功率密度,是目前研究最广泛的化学能源,但存储性能比传统的银锌电池、铝氧化银电池低,造成其存储性能较差,严重制约其在军事领域的应用。造成锂电池自放电的因素复杂多样,使得存储性能的提高一直以来成为锂电池研究的瓶颈,本文对锂电池的存储性能的研究现状进行了详细的分析。     

ECT系统关键问题研究进展

根据ECT系统的结构特点,指出了ECT技术中存在的关键问题,介绍了其关键问题的研究进展,并在微小电容检测、图像重建算法的研究、"软场"特性的研究和数据采集速度方面进行了总结,展望了ECT今后的发展方向进行.     

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。     

硼氢化锂及其衍生物固态电解质研究进展

含BH4-的硼氢化物及其衍生物,具有较高的离子电导率、较宽的电位窗口、及与金属负极材料较好的兼容性等特性,是一类潜在的固态电解质材料.本文主要综述了硼氢化锂及其衍生物作为固态电解质在全固态电池方面应用的研究进展.首先,介绍了硼氢化锂及其衍生物的结构与性质;其次,阐述了该类材料在固态电解质方面的应用及改性;最后,展望了硼...     

机械压力对锂电池性能影响的研究进展

锂电池在充放电过程中,由于锂离子的嵌入/脱出或沉积/剥离,SEI膜持续生长及产气等副反应的发生会造成电池产生内压。压力能够通过界面作用影响锂电池的各项性能。回顾并总结了近年来压力,包括电池内压及外加压力对锂电池性能影响的研究。从压力作用下电池材料的形变、界面阻抗及金属锂负极的沉积模式及电池的循环和倍率性能的改变等角度出发,详细介绍了压力对锂电池隔膜及电解质、插层电极材料、合金电极材料及锂金属电极性能的影响及作用机理。同时对合理利用压力改善电池性能以及相关锂电池的设计策略进行展望,为从事相关研发的工作者提供一些借鉴。     

NASICON型钠离子导体固态电解质研究进展

地球上有限的锂资源以及传统液态电解质的安全性问题使得开发全固态钠离子电池势在必行。钠离子固态电解质作为全固态钠电池的核心部件,对提高电池的安全性和电化学性能具有极其重要的作用。NASICON型固态电解质Na_1+xZr₂Si_xP_3–xO₁₂(0≤x≤3)因其独特的3D开放微观结构、化学/热稳定性好等优点而受到广泛关注,近几年在材料开发和性能优化方面取得长足进步。为了更好地了解该类材料的研发进展和最新动态,本文综述了近年来Na_1+xZr₂Si_xP_3–xO₁₂在晶体结构、离子传输机制、粉末制备方法以及电解质片烧结方法等关键特性方面的研究进展,深入分析了Na_1+xZr₂Si_xP_3–xO₁₂目前面临的挑战：离子电导率较低和电极–电解质界面接触差2大问题,重点介绍了其针对性...