金属锂蓄电池负极-电解液相容性研究进展

综述了目前金属锂蓄电池负极-电解液相容性的研究现状。系统地阐述了钝化膜即固体电解质相界面膜(SEI膜)对锂电极性能的影响、SEI膜的结构与组成、SEI膜的形成机制以及锂盐、溶剂种类对锂溶解-沉积过程的影响。最后详尽论述了在目前最佳电解液体系中,锂电极SEI膜的组成、充放电电流密度对其性能的影响以及容量衰减机制。     

高温锂离子电池用混盐电解液体系

正极电解质相界面(CEI)膜会影响锂离子电池的高温性能。商用电解液在高温下的热稳定性差,形成的CEI膜不够稳定,易导致电池失效。以热稳定性及成膜性能良好的双三氟磺酰亚胺锂(LiTFSI)和二氟草酸硼酸锂(LiODFB)为锂盐,EC+EMC(体积比3∶7)为溶剂,构建电解液体系,考察制备的LiCoO₂/Li半电池的电化学性能。在70℃下,LiCoO₂/Li半电池在0.5 mol/L LiTFSI+0.5 mol/L LiODFB基电解液体系下,以1.0 C在2.7～4.2 V循环,首次放电比容量为131.2 mAh/g,循环100次的容量保持率为90.8%。这得益于电解液体系生成了均匀、致密且具有良好离子电导率的CEI膜。     

预锂化硅负极性能研究

以稳定化金属锂粉(SLMP)为预锂化试剂,对硅电极进行预锂化,探讨了SLMP对电极可逆容量及循环稳定性能的影响,预锂化电极在搁置过程中形成了较为稳定的SEI膜,补偿了电极首次放电(嵌锂)过程中形成SEI膜时损耗的锂。实验结果表明,向硅电极中引入0.7 mg SLMP,可补偿2 068.8 mAh/g的可逆比容量损失,以0.5 C循环50次后,容量保持率可从27.4%提高到58.4%。     

锂离子电池用低温电解液的研究进展

在低温下由于电解液流动性下降、Li⁺传输能力降低导致的锂离子电池容量快速衰减、循环寿命缩短等问题，日益受到重视。分析锂离子电池低温性能的影响因素，如电解液的本体性质与电解液/电极界面反应。着重从溶剂、锂盐和添加剂等方面，总结低温电解液的研究进展，如开发高低温兼顾的电解液、制备锂盐及探讨不同添加剂的协同作用。对低温电解液的发展提出展望，如制备局部高浓度电解液或发展全氟化电解液等。     

不同添加剂在离子液体中对锂电极形貌的影响

在金属锂的沉积过程中,由于锂枝晶的产生,严重阻碍了锂作为阳极应用于金属锂二次电池之中。电解液的组成在金属锂的沉积、溶解过程中发挥着重要的作用,采用电化学沉积的方法探究了8种不同添加剂在离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐中沉积金属锂形貌的影响。实验结果表明:碳酸乙烯酯作为添加剂时能有效抑制金属锂枝晶的生长,形成较为紧密的锂金属层,为开发一种新型的锂离子电池电解液提供了可能。     

提高锂空气电池的放电性能

研究了在相对湿度为30％的空气中工作的有机电解液锂空气电池,用恒流放电、交流阻抗、XRD和SEM测试研究放电性能、阻抗及空气电极表面产物的特性.电解液挥发导致的电荷转移阻抗增加,是电池放电终止的主要原因.在空气电极外侧添加防水透氧膜和改善电解液组成后,电池的0.1 mA/cm2恒流放电时间可达438 h,放电比容量为4...     

二草酸硼酸锂对钛酸锂负极电池高温性能的影响

研究二草酸硼酸锂(LiBOB)作为成膜添加剂对钛酸锂(Li4Ti5O12)/LiNi1/4Co1/2Mn1/4O2电池高温性能的影响。通过循环伏安扫描、X射线光电子能谱分析,考察LiBOB在Li4Ti5O12负极上的成膜情况,用电化学交流阻抗谱考察膜的热稳定性。添加剂LiBOB在钛酸锂负极的还原电位为1.75 V(vs.Li/Li+),优先于电解液在负极表面发生电化学反应形成固体电解质相界面(SEI)膜。该膜可降低电池的电荷转移阻抗,有利于提高电池的高温循环和高温储存性能。     

电解液中痕量HF对LiMn2O4电化学性能的影响

使用尖晶石LiMn2O4作为锂离子蓄电池阴极材料,采用恒电流充放电和粉末微电极的循环伏安方法对比研究了电解液中痕量HF对不同电解质溶液体系电化学性能的影响。结果发现, 在1 mol·L-1 LiClO4/(EC DMC)(体积比为1∶1)电解液中,痕量HF对尖晶石LiMn2O4正极材料的电化学嵌脱锂性能有一定的改善和提高。这是因为在1 mol·L-1 LiClO4/(EC DMC)电解液中,HF与LiClO4间特殊的相互作用有利于电极界面在首次充电过程中建立有效的固体电解质相界面(SEI)膜,从而改善了电极材料的结构稳定性,提高了电极电化学性能。但HF添加量过大时,电极/电解液相界面形成的SEI膜太厚,导致电极与电解液间的高界面电阻,反而造成尖晶石LiMn2O4电化学性能下降。     

层状镍钴锰酸锂三元正极材料的研究进展

层状镍钴锰酸锂(LiNi1-x-yCoxMnyO2,NCM)三元正极材料因高比容量、低成本以及对环境友好的特点受到广泛关注,但也存在阳离子混排、岩盐相生成与氧损失、表面残余锂、电极/电解液界面副反应和颗粒裂纹等问题,导致循环稳定性与倍率性能较差.对以上问题的形成原因以及解决手段进行综述.众多研究结果表明:元素掺杂、表面...     

锂金属负极中抑制锂枝晶生长的研究进展

不受控的锂枝晶生长限制了锂金属负极在二次电池中的应用.金属锂和电解液之间的SEI膜的形态、电极本身的热力学和动力学性能以及电流密度都是影响锂枝晶生长的重要因素.根据影响锂枝晶生长的不同因素,不同策略被提出用来抑制锂枝晶生长,主要有优化SEI膜、采用固态电解质、结构化复合锂金属负极等.综述了这些策略发展过程,讨论了不同类...     

锂蓄电池PEO基全固态聚合物电解质研究进展

从提高锂蓄电池聚环氧乙烷(PEO)基全固态聚合物电解质的电导率、锂离子迁移数和改善电解质与锂电极之间的界面稳定性三个方面介绍了其研究进展。复合聚合物电解质的机械性能和电化学性能都有较大的提高,有利于实现锂蓄电池的商品化。此外,还讨论了PEO基全固态聚合物电解质的导电机理和界面稳定机理,特别是无机陶瓷粉末的加入对提高电解质电导率和界面稳定性等方面的作用机理。     

LiDFOB对LiCoO_2锂离子电池循环稳定性的影响

采用线性伏安扫描(LSV)、SEM、X射线光电子能谱(XPS)、恒流充放电等方法,研究二氟草酸硼酸锂(LiDFOB)作为电解液添加剂对钴酸锂(LiCoO_2)正极锂离子电池循环稳定性的影响。在3.0~7.0 V,首次到第4次扫描时,添加LiDFOB的电解液,氧化电流逐渐减小;LiDFOB可在LiCoO_2电极表面形成含有LiF、O-B化合物的保护膜;含3%LiDFOB的电解液可抑制隔膜在常温及高温循环过程中的氧化;使用含1%、3%LiDFOB电解液的LiCoO_2/石墨全电池,循环500次的容量保持率分别为80.88%、86.62%,高于空白组的74.75%。LiDFOB提高电池循环稳定性的原因是:使铝集流体钝化,降低了电解液的氧化分解电流;在正极表面形成保护膜,抑制电解液/电极界面的副反应;对隔膜具有抗氧化保护作用。     

提高锂(金属)蓄电池循环寿命的研究

研究了采用复合SnxSi1-xO2隔膜的金属锂蓄电池的安全性和循环性。通过固相反应合成复合材料SnxSi1-xO2膜,并以聚合物膜为基体利用涂布技术制备复合,电化学测试表明此复合膜能够细化晶粒、抑制枝晶生长和均化锂电极表面。用此膜的LiMn2O4/Li电池表现出良好的循环性和较高的容量。SEM照片显示出使用复合隔膜电池的锂电极被有效均化。     

锂离子电池离子液体-聚合物电解质研究进展

离子液体具有电导率高、电化学稳定窗口宽的优点,可应用于锂离子电池电解质中.离子液体同时具有无可燃性的特点,电池的安全性也可以得到提高.综述了以聚氧乙烯(PEO)、聚偏氟乙烯-六氟丙烯[P(VDF-HFP)]为基体的离子液体-聚合物电解质膜的制备方法和电化学性能,并对锂离子电池的离子液体-聚合物电解质的应用前景进行了展望.     

离子液体用作锂二次电池电解液的研究进展

离子液体具有热稳定性好、不挥发、不燃烧、电导率高、电化学窗口宽等优点,用作锂二次电池电解液有很好的应用前景。对离子液体用作锂二次电池电解液的研究进展进行了介绍。     

锂离子电池电解质现状与发展

电解质是制备高功率密度和高能量密度、长循环寿命和安全性能良好的锂离子电池的关键材料之一。简要介绍了锂离子电池电解质的分类和性能指标 ;详细介绍了有机电解质、各类聚合物电解质和无机固体电解质的研究进展 ;并分别讨论了它们的优缺点。     

共价有机框架材料应用于锂硫电池的进展

金属锂负极枝晶不可控生长、隔膜界面兼容性差及正极中存在的穿梭效应等,导致锂硫电池的容量衰减、安全性能下降.共价有机框架(COFs)材料具有密度低、比表面积大、孔径和结构可调、易于功能化和共价结构组合多等优点,具有应用于锂硫电池关键材料的潜力.总结近五年COFs在锂硫电池中的应用进展,包括COFs在锂硫电池正极框架材料、...     

有机混合电液及对Li_xCoO_2材料性能的影响

在锂离子蓄电池研究中,为寻找合适的电液,进行了有机混合电液的研究。关于这方面的资料国内外报道很少,尤其分解电位的数据报道更少,我们根据工作的需要开展了这方面工作。通过对各种溶质、溶剂不同配比组成的各种有机混合电液进行粘度、导电率、电化学窗口的测定及ＬｉｘＣｏＯ２在部分电液中溶解分析,并进行了电性能比较,结果表明：相同溶质不同混合溶剂组成的电液,它们的粘度、电导率及电化学窗口不同;不同溶质相同的混合溶剂组成的电液,它们的粘度、电导率及电化学窗口也不同;不同的电液对ＬｉｘＣｏＯ２阴极充放电行为有明显的影响