新型锂空气电池充放电750次仍能用循环寿命创纪录有望掀起电池革命

正据美国《每日科学》网站2018年3月21日报道,美国科学家设计出一种新型锂空气电池,可在自然空气环境下工作,并在破纪录的750次充电/放电循环后仍能正常工作。研究人员表示,这款锂空气电池有望掀起电池领域的新革命,相关论文发表于最新一期的《自然》杂志。锂空气电池通过锂和空气中的氧结合成过氧化锂实现放电;再通过施加电流逆转这一过程而完成充电。和目前的可充电电池中盛行的锂离子技术相比,锂空气电池理论上可存储的能量要多得多,但其发展面临几大障碍。!!!!     

采用陶瓷层电解质提升锂金属电池性能并预防电池起火

正据报道,密歇根大学研发了一种新的电池充电技术,或能实现电量输出翻番。该技术或将大幅提升电动车的续航里程数。研究人员表明,目前其研究已取得突破性进展,为锂金属电池选用了一款陶瓷质地的固态电解质,旨在解决电池短路及耐用性不强等问题,或将为新一代的充电电池发展指明道路。为解决锂金属燃烧问题,研究人员制作了一款陶瓷层,其表面稳定,可防止金属晶须(metal whiskers)的     

充电截止电压对锂离子电池化学性能的影响

主要研究了不同截止电压对锰酸锂离子电池的放电容量性能、工作电压和恒流/恒压充电容量等电池性能的影响,结果表明:对于锰酸锂材料锂离子电池,放电容量、中值电压和稳定电压都随着充电截止电压的升高而提高,电池的充电截止电压只要不低于4.15 V,电池放电容量损失就不会超过6%;当充电截止电压为4.15 V时,电池的恒流充电容量占总充电容量的85%以上,与4.20 V相比变化不大。这一结论为牺牲小部分容量、提高电池的安全性能设计提供了实验依据。     

锂金属负极中人工固体电解质间相保护膜研究进展

介绍了锂电池的发展,锂金属电池的优势及面临的挑战,即锂金属电池存在循环稳定性差和枝晶生长的问题。对此,可以在锂负极表面构建一种人工固体电解质间相（SEI）保护膜。叙述了SEI保护膜的形成、研究方向和负极材料所具备的条件,讨论了锂金属负极电池发展方向,认为锂金属负极电池的需要在基础研究、材料开发和电池工程等方面付出更多的努力。     

锂离子电池电极制造工艺

锂电池组装后,电池有电压,所以不需要充电。这并不意味着锂电池不能充电两次。由于锂电池循环性能不好,在充电和放电循环过程中容易形成锂结晶,导致电池内部短路,因此在正常情况下此电池是禁止充电的。为改善这样的问题锂离子电池的应运而生。本文在此基础上主要对锂离子电池电极制造工艺进行探讨。     

锂-镁-铝合金作为锂硫化聚丙烯腈电池的稳定负极

锂金属负极由于其低氧化还原电位和高理论比容量在锂硫化聚丙烯(S@PAN)电池中是一种备受关注的负极材料。然而,由于锂金属负极与电解质的副反应引发的锂枝晶的生长严重阻碍了其商业化过程。为了提高锂负极的整体和表面稳定性,研究了锂镁铝合金作为锂-S@PAN电池的负极。研究发现,锂镁铝合金负极能够有效抑制锂枝晶的形成和生长,锂铜半电池的库伦效率明显提高,并显著改善了全电池的循环性能。700次循环后,容量保持率为79%,远高于锂金属电极的64%。     

机器学习原子势在锂金属负极中的应用

锂金属是下一代二次电池的理想负极材料。然而，锂枝晶生长存在安全隐患，并导致电池Coulombic效率低，这严重制约了锂二次电池的商业应用。目前，人们对锂的沉积生长机制在原子尺度上还了解甚少，同时对锂枝晶的成因也众说纷纭。近年来，机器学习在计算材料学中的应用使得许多以前无法实现的进步成为可能，本文综述了机器学习原子势在锂金属负极研究中的应用。     

纳米复合在光聚合高分子固体电解质中的应用研究

将纳米级陶瓷粉末分散到含有高分子基体预聚物、高氯酸锂及光引发剂的光敏物质中 ,并通过紫外光辐射使其交联固化为导电薄膜锂聚合物电池用电解质材料 ,并对其成膜性、感光性能以及导电性能进行了研究 ;本文还介绍了近年来纳米复合材料在锂聚合物电池中的应用进展情况     

二次电池中金属锂负极沉脱机理研究进展

金属锂负极是下一代高比能二次电池备受关注的负极材料,以金属锂为负极的锂金属电池具备极高的理论能量密度,但其仍存在充放电循环效率低、电池寿命短等问题。要实现高能量密度高安全性的锂金属电池的合理设计和优化,需要对金属锂负极中锂金属沉积脱出过程的离子输运、电子输运、界面反应等机制机理有清晰的认识。本文针对金属锂负极中存在的枝晶生长、死锂形成、固体电解质界面膜作用等机理问题,综述了研究者们在其沉脱机理的模型与理论计算、实验研究等方面做出的诸多研究进展,为锂金属电池的合理设计提供了更全面的机理认识。     

碳纳米管涂层提升电池性能

<正>理论上,以硫为负极的锂离子电池比目前销售的可充电电池可存储更多的能量,这意味着电动汽车和移动设备两次充电的时间间隔可相应延长。最近,德克萨斯州的研究人员表明,向电池的某个元件增加一层碳纳米管,取得的能效可与锂-硫电池相媲美。与当今最好的商业电池相比,锂-硫电池可储存5倍于其的能量。当锂离子电池充放电时,锂离子在两个电极之间移动并通过外部环路产生电流。电池负极容纳的锂离子越多,电池能够存储的能量     

石墨烯做电极材料的锂电池更安全

正清华大学的研究人员最近发现一种基于石墨烯纳米结构的锂金属电极材料,可用于抑制锂金属电池中的枝晶生!!长,进一步提升其电化学性能。!"目前广泛使用的锂离子电池越来越难以满足便携式电子产品和电动车(EV)日益增加的储能要求。诸如锂硫电!池(Li-S)与锂空气电池(Li-air)等新的锂离子金属阳极电池也都十分受欢迎。锂金属电池提供极高的理论性能,几乎比!!石墨烯更多10倍的能量",清华大学化学工程系副教授张强表示。"然而,在连续的循环下,锂金属的实际应用受到锂     

Urea/LiTFSI深共融电解液在锂金属电池中的应用

锂金属电池由于具有高能量密度一直受到广泛的关注。然而,目前传统的电解液由于挥发性高,并且与锂金属负极反应产生锂枝晶等问题,使其不能很好的应用于锂金属电池。尿素基深共融体系具有高的离子电导率,良好的热稳定性以及不易燃等优异的特性,目前已经被应用于锂离子电池。基于此,本文尝试将尿素基电解液(Urea/LiTFSI)应用于锂金属电池,并取得了优异的电池循环性能。     

锂金属电池用复合固体电解质及其界面研究进展

相比于液态锂电池,固态锂金属电池由于电解质不易燃、不挥发而具有更高的安全性。此外,固态电解质能够有效抑制锂枝晶的生长,使基于高能量密度的锂金属作为负极材料成为可能。但是,固态锂金属电池存在着界面阻抗大、固体电解质/电极兼容性差、电解质离子电导率低及电化学窗口较窄等问题。因此,开发高性能的柔性固体电解质对推动固态锂金属电池的发展起着重要作用。本工作总结了固态锂金属电池中聚合物与不同类型填料复合最新研究进展及复合固体电解质匹配电极材料时存在的界面阻抗大问题与解决策略。     

锂硫电池硫基碳正极材料及其改性研究进展

综述了锂硫电池存在的问题和碳纤维、碳纳米管、氧化石墨烯、多孔碳四种碳材料的性能以及其在锂硫电池正极中的应用,并探讨了碳材料原位掺杂非金属(C、N、O、B等)和复合各种金属化合物对材料的导电性和对多硫化物吸附性能的影响,以及对锂硫电池循环性能的影响。提出非金属掺杂多孔碳材料复合金属化物作为锂硫电池正极碳材料来降低多硫化物的穿梭效应以及反应过程中的体积膨胀,提高活性物质利用率,进而提高锂硫电池性能。     

废弃锂离子电池回收处理的污染物分析

本研究针对废锂钴电池及锂铁电池于不同热处理条件下的污染特性作实验分析,实验条件包括不同温度、时间、气体及投料量;实验流程包含样品收集、放电处理、拆解并通过原子光谱仪分析组成成分,直至热处理与采样分析。实验结果表明,废锂电池热处理的最佳温度为600℃,此时金属回收率最高且污染排放最低,锂钴电池的金属回收率分别为锂95.38%、钴93.99%、铜96.24%、铝85.28%,锂铁电池的金属回收率分别为锂90.01%、铁85.49%、铜83.72%、铝73.75%;不同进气组成会影响其热处理效果与金属回收率,但差距不大,若考虑操作成本与金属回收率,3种不同热处理操作气以空气最佳。废气中HCl和HF浓度在2~16μL/L,需要特别注意处理过程中酸性气体的控制去除。金属气固相分布结果表明,99.9%以上的金属成分仍存在于燃烧后残留物中,虽气相金属含量随着操作温度提高而有增加趋势,但比例极低。     

锂硫电池硫基碳正极材料及其改性研究进展

综述了锂硫电池存在的问题和碳纤维、碳纳米管、氧化石墨烯、多孔碳四种碳材料的性能以及其在锂硫电池正极中的应用,并探讨了碳材料原位掺杂非金属(C、N、O、B等)和复合各种金属化合物对材料的导电性和对多硫化物吸附性能的影响,以及对锂硫电池循环性能的影响。提出非金属掺杂多孔碳材料复合金属化物作为锂硫电池正极碳材料来降低多硫化物的穿梭效应以及反应过程中的体积膨胀,提高活性物质利用率,进而提高锂硫电池性能。     

美观测到锂空气电池存在局部可逆性

据报道,锂空气电池以空气中的氧气作为阴极,同时以锂作为阳极。由于以多孔碳为主的阴极很轻,且氧气可从环境中获取而不用保存在电池里,锂空气电池十分轻便,且具有更高的能量密度,可比锂离子电池多存储5倍至10倍的能量。但除去这些优势,锂空气电池仍面临着众多的市场化限制。而在一项新研究中,美国橡树岭国家实验室的研究团队解决了其中最重要的一项难题：可逆性,其对于该类电池实现重复充电和成本降低十分重要。相关研究报告发表在近期出版的《纳米技术》杂志上。     

凹凸棒石在锂金属电池负极保护中的应用EI北大核心CSCD

锂金属电池因能量密度高被认为是极具发展潜力的储能电池之一。然而锂金属负极上锂枝晶的生长会导致容量衰减甚至安全问题。为此,将凹凸棒石负载至纤维膜上应用于锂金属电池的负极保护,组装成对称电池及磷酸铁锂全电池进行电化学测试。结果表明:添加凹凸棒石的纤维膜可有效抑制锂枝晶的生长,其对称电池在沉积容量为1 mA·h/cm^(2)、电流密度为2 mA/cm^(2)下循环500 h时极化电压仅为83.2 mV,1 C倍率下加入凹凸棒石纤维膜的全电池循环1000圈后放电比容量仍有84.92 mA·h/g。综上,凹凸棒石对锂枝晶有抑制作用,为锂金属电池负极保护提供了新思路。     

新型固态电池充满电仅需1h将应用于电动汽车、航空航天等领域

正德国尤利希研究中心专家日前开发出一种新型固态电池,充电率比现有文献记录的固态电池高出十倍。新电池组件由磷酸盐化合物制成,材料经过化学和机械性能的最佳匹配,实现了电池持续良好的可通性。固态电池因对热不敏感,不含任何可能泄漏或着火的液体部件,因此被认为比传统锂离电池更安全、可靠和耐用。影响固态电池发展的关键因素之一是通过的电流低,这会导致电池充电时间较长。一般固态电池再次充满需要约10~     

化成充电SOC对软包磷酸铁锂电池性能的影响

在锂离子电池生产制造中,化成是最重要的工序之一.化成工艺决定了电池内部固态电解质膜的质量,进而影响到电池各项终端性能.然而,电池化成后充电到多少荷电状态(SOC)性能最佳,一直未能有较为统一的结论.本文通过实验研究了不同化成充电SOC对软包磷酸铁锂锂离子电池的容量、首次库伦效率、高低温放电性能、倍率充放电性能、循环性能...