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。     

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。     

玻璃态硫化物快锂离子导体研究进展

无机固体电解质又称快离子导体,具有高的离子电导率、低的电子电导率和较小的活化能,还具有机械强度高,承受温度范围宽,化学稳定性好,作为电解质的锂离子电池具有超长的储存寿命等优点,受到人们的重视。其中,玻璃态硫化物快锂离子导体具有高达10^-3s／cm的室温离子电导率而备受青睐。综述了玻璃态硫化物快锂离子导体的研究进展,并对今后的研究方向进行了展望。     

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。     

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。     

石榴石型固体电解质体系：离子输运性能调控及其全固态电池研究进展

全固态锂电池采用固体电解质取代液态电解质，使其具有更高安全性，且有望进 一步提高电池的能量密度。而在众多固体电解质中，具有石榴石型结构的立方相 Li7La3Zr2O12 (LLZO) 及其元素掺杂产物由于室温离子电导率较高、电化学窗口较宽、与锂金属稳定等优点， 最有可能应用于全固态锂电池中。本文对 LLZO 的物相及晶体结构、制备方法、锂离子电导率 的提升策略以及其所组装的全固态锂电池等方面进行了详细介绍，并预测了 LLZO 固体电解质 材料进一步提升锂离子电导率的潜在可能以及 LLZO 所装配的全固态锂电池的发展方向。     

增塑型锂离子电池聚合物电解质

从组成聚合物电解质的聚合物基材和电解液两方面进行分析,介绍了最近几年凝胶型、微孔型和复合型聚合物电解质的研究现状,比较了它们的制备方法、性能和特点,探讨了锂盐、增塑剂、离子液体和单离子导体等对聚合物电解质性能的影响,并简要评述了聚合物锂离子电池未来发展的前景趋势。     

锂磷酸盐微晶玻璃固体电解质材料研究进展

锂磷酸盐微晶玻璃固体电解质具有合成简单,电化学稳定性高等优点,已经对其进行了大量的研究工作。结合近几年的研究,分别综述了三元、四元和五元3种不同系统的锂磷酸盐微晶玻璃固体电解质所具有的最大电导率。并描述了Nasicon结构的快离子导体和交流阻抗谱在计算电导率上的应用。锂磷酸盐微晶玻璃固体电解质在全固态锂离子电池中将会有更广泛的应用。     

科技进展

这类电池的推动力来自金属箔阳极中锂的迁移(锂电池),或来自嵌入可逆型多孔碳阳极通过固体电解质向低电位锂嵌入可逆型金属氧化物阴极间的锂的迁移(锂离子电池)。本专利介绍了一种大表面积氧化钒作为阴极材料的细节。主要发明了一种制备改进的V_6O_(13)的方法,进入阴极的锂的数量由氧化物     

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。     

BMIMBF_4/P(MMA-VBIMBr)凝胶型离子液体聚合物电解质的合成与性能

以甲基丙烯酸甲酯(MMA)和1-乙烯基-3-丁基咪唑溴盐(VBIMBr)为单体,通过自由基溶液聚合制备了无规共聚物聚(甲基丙烯酸甲酯-1-乙烯基-3-丁基咪唑溴盐)[P(MMA-VBIMBr)],并以此聚合物为基体,离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(BMIMBF4)为增塑剂,制备了BMIMBF4/P(MMA-VBIMBr)凝胶型离子液体聚合物电解质,采用红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、热重分析(TG)和电化学交流阻抗(EIS)等方法对聚合物和聚合物电解质的性质进行了研究。结果表明,聚合物电解质膜具有优良的热稳定性和机械强度;当BMIMBF4/P(MMA-VBIMBr)质量配比为2时,离子电导率高达2.77×10-3S/cm(20℃),且离子电导率随着温度的升高而迅速增加,电导率-温度曲线符合Arrhenius方程。     

普通离子液体和功能化离子液体的合成研究进展

离子液体是在室温下为液体、具有离子特性的新型绿色溶剂,作为一类环境友好型的反应介质,在诸多领域有其独特的性质.综述了普通离子液体和功能化离子液体的合成研究进展,并对其前景进行了展望.     

Separation Performance and Stability of PVDF-co-HFP/Alkylphosphonium Dicyanamide Ionic Liquid Gel-Based Membrane in Pervaporative Separation of 1-Butanol

In this study, a membrane prepared by gelling trihexyl(tetradecyl)phosphonium dicyanamide ionic liquid (IL) with poly(vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene) copolymer is tested for performance and stability in pervaporative separation of 1-butanol. Feed concentration and temperature affected separation performance mainly through plasticizing and swelling effects in the membrane which promoted liquid-like transport behavior. Microscale IL-in-polymer networks formed within the gel matrix where the neat IL possibly functioned as conventional liquid membrane. IL gelling has significantly improved the membrane operational lifetime to ～80 h, a significant improvement on the ～10 h shown by a simple supported IL membrane counterpart. The instability was consequent to polymer-IL incompatibility and so further investigations are underway to resolve this issue.     

离子膜鼓泡的原因及预防措施

介绍了离子膜的特性，分析了引起离子膜鼓泡的原因，并提出了相应的预防措施。     

Polymerized ionic liquids with guanidinium cations as host for gel polymer electrolytes in lithium metal batteries

Polymerized ionic liquids (PILs) having guanidinium cations with different counter‐anions, such as PF₆^? and N(CF₃SO₂)₂^? (TFSI^?), were synthesized by copolymerization of a guanidinium ionic liquid monomer with methyl acrylate followed by an anion exchange reaction. Furthermore, incorporating a guanidinium ionic liquid, LiTFSI salt and nano‐size SiO₂, a quaternary gel polymer electrolyte based on one of the PILs as the polymer host was prepared. The quaternary gel polymer electrolyte was chemically stable even at a higher temperature of 80 °C in contact with the lithium anode. In particular, the electrolyte exhibited high lithium ion conductivity, wide electrochemical stability window and good lithium stripping/plating performance. Li/LiFePO₄ batteries with the quaternary gel polymer electrolyte at 80 °C had capacities of 140 and 130 mA h g^?1 respectively at 0.1 and 0.2 C current rates. Copyright © 2011 Society of Chemical Industry     

负载型离子液体催化剂在催化反应中的应用

负载型离子液体催化剂具有高催化活性、易于分离和环境友好型等特点。综述不同种类负载型离子液体催化剂在不同催化反应中的应用,并展望负载型离子液体催化剂在催化领域的发展方向。     

离子强度和溶质浓度对蛋白质在Q Sepharose FF中吸附动力学的影响

采用孔扩散模型, 模拟不同盐浓度和不同蛋白质初始浓度条件下,吸附牛血清白蛋白(BSA)的动态吸附曲线并获得孔扩散系数;考察了离子强度和溶质浓度对蛋白质在阴离子交换剂Q Sepharose FF中吸附动力学的影响.结果表明,蛋白质的孔扩散系数随初始浓度的增大而下降;在氯化钠浓度小于0.10 mol•L^-1的范围内,蛋白质的孔扩散系数随着盐浓度的增加而增大,但当盐浓度增大到0.15 mol•L^-1时又有所降低,表明存在着一个最佳的离子强度,使蛋白质的孔扩散系数最大.     

Ionic Liquids and Cellulose: Dissolution,Chemical Modification and Preparation of New Cellulosic Materials

Due to its abundance and a wide range of beneficial physical and chemical properties, cellulose has become very popular in order to produce materials for various applications. This review summarizes the recent advances in the development of new cellulose materials and technologies using ionic liquids. Dissolution of cellulose in ionic liquids has been used to develop new processing technologies, cellulose functionalization methods and new cellulose materials including blends, composites, fibers and ion gels.     

Structural and ion transport properties of [(AgI)x(AgBr)0.4−x](LiPO3)0.6 and (AgBr)x(LiPO3)(1−x) solid electrolytes

The (AgBr)_x(LiPO₃)_(1−x) (x=0.4 and 0.5) and [(AgI)_x(AgBr)_0.4−x](LiPO₃)_0.6 (x=0.1, 0.2, and 0.3) superionic electrolytes have been prepared by conventional melt quenching using a twin roller. These electrolytes are characterized by X-ray diffraction, SEM, and energy dispersive X-ray analysis (EDAX) for structural investigation. Electrical characterizations have been carried out by the AC impedance analysis. The conductivity of LiPO₃ glassy system at room temperature is improved by doping with the silver bromide (AgBr)_x(LiPO₃)_(1−x) and the mixture of silver iodide, silver bromide (AgI-AgBr-LiPO₃ system) up to 10⁻⁵ and 10⁻³ Ω⁻¹ cm⁻¹, respectively (improvements by four or five orders of magnitude). The frequency response of ionic conductivity has been analyzed by universal dynamic response model (Jonscher's law) and AC conductivity data are fitted using the Jonscher's power law. The conductivity values obtained by the power law and impedance plots are comparable. The frequency exponent (n) has a value between 0 and 1. The AgI-AgBr-LiPO₃ system shows the mixed alkali effect. Summerfield scaling master curve is temperature dependent, which may be due to the contribution of the both lithium and silver ions to ionic conduction.     

BrФnsted-Lewis双酸性离子液体的合成与应用

BrФnsted-Lewis双酸性离子液体同时具备B酸性和L酸性,是融合双酸性固体酸与离子液体的特征发展起来的一类新型催化剂。本文综述了近年来B-L双酸性离子液体的合成、表征及催化剂应用等方面的进展,在此基础上,总结出B-L双酸性离子液体的三个特征。其一,利用一种催化剂就可以催化分别需要B酸和L酸催化的分步反应,使反应一锅化,简洁可控。其二,B酸性和L酸性之间存在相互增强的协同作用,使其具有更好的催化性能,或可提高反应转化率或产物选择性。其三,液体催化剂在传质和扩散等方面均优于双酸性固体酸。上述特征使B-L双酸性离子液体替代并超越传统酸性催化剂成为可能,在工业应用中显示良好的发展前景。