原位构建富氟SEI的凝胶电解质用于金属锂二次电池

以六氟磷酸锂（LiPF₆）为四氢呋喃的聚合引发剂制备凝胶电解质,同时作为氟源在金属锂负极表面原位构建富含LiF的固态电解质界面层（solid electrolyte interface,SEI）来抑制锂枝晶的生长以及金属锂/电解液之间的副反应。所制备的凝胶电解质具有较高的室温离子电导率（1.33 mS·cm^-1）和较宽的电化学稳定窗口（4.5 V）。原位聚合方式组装金属锂对称电池循环后,锂负极表面没有明显的锂枝晶和被损毁的形貌出现;XPS结果表明锂负极表面生成了富含LiF的SEI。组装的LiFePO₄全电池在1 C的电流密度下,稳定循环400周后仍保持118.7 mAh·g^-1的放电比容量。得益于四氢呋喃在开环聚合反应过程中,促进了LiPF₆分解反应平衡的正向移动,在锂负极表面形成稳定的富含LiF的SEI,能够抑制锂枝晶的生长并防止其被持续性的腐蚀破坏。     

低分子蛋白对超薄锂电铜箔性能的影响

针对超薄锂电铜箔(厚度≤6μm)延伸率低,导致其在使用过程中易发生断带现象的问题,在电解液中添加少量(≤2.5 mg/L)低分子蛋白,以提高电解铜箔的性能。研究了低分子蛋白质量浓度对铜箔延伸率、抗拉强度、光泽、毛面粗糙度和微观形貌的影响。结果表明,当低分子蛋白质量浓度为2.0mg/L时,铜箔的延伸率为9.3%,抗拉强度为35.5kg/mm2,光泽为211,毛面粗糙度为1.54μm,综合性能最佳。     

新型硅-硫锂电池研究进展

高比能量、高安全性是未来储能系统的重要发展方向,在电子产品、航天设备、高续航电动汽车等诸多领域均有迫切需求。硅具有很高的理论比容量,电压平台接近金属锂,采用硅替代锂金属作为负极可以得到新型硅-硫锂电池。本文阐述了新型硅-硫锂电池的特征及存在的关键问题,介绍了全电池中锂源的引入方式,综述了新型硅-硫锂电池正、负极的制备技术及研究进展,总结了不同制备方法存在的优缺点,并详述了目前液态电解质的常见组成、研究进展以及存在的问题。最后结合硅-硫锂电池的发展趋势提出未来重点研究的几个方向,如优化电极/电解质界面、开发固态电解质等。     

锂电池可回收有机硅胶包装设计及其性能分析

目的 针对目前锂电池包装密封性差,正负极容易被潮湿环境损坏的情况,设计一种内包装采用HL-1029有机硅胶包裹锂电池,外包装用瓦楞纸盒包装的结构。方法 根据锂电池型号及尺寸计算HL-1029包裹体厚度,建立包装件三维模型,在有限元环境中分析3 500 mm码垛高度以及1 200 mm跌落高度下,瓦楞纸箱、瓦楞纸隔板、HL-1029包裹体以及锂电池的应力云图。结果 3 500 mm码垛高度以及1 200 mm跌落高度下,锂电池所受的静应力和等效应力分别为0.03 MPa和8.80 MPa,锂电池所受静应力和等效应力均未超出其材料的屈服强度。结论 综合有限元分析结果,HL-1029包裹体可为锂电池运输过程中提供充分的防护,并且具有极高的可循环性。研究可为锂电池以及精密电子元器件的密封性包装提供研究思路。     

锂镧锆氧(LLZO)基固态锂电池界面关键问题研究进展

与目前采用有机电解液的商业化锂离子电池相比,引入固体电解质的固态锂电池在同时提升电池能量密度和安全性方面具有巨大潜力,成为开发下一代锂电池的重点。在众多固体电解质材料中,石榴石型的锂镧锆氧(Li₇La₃Zr₂O₁₂,LLZO)凭借高锂离子电导率、优异的对锂稳定性和宽电化学窗口等优点受到广泛关注。然而,LLZO的引入带来诸多界面之间的突出问题,例如固固界面的物理接触、应力应变、电荷重新排布以及电化学稳定性等。这些问题不仅是影响电池性能的关键因素,而且带来了很多新的物理化学现象需要深入研究。因此,本文从LLZO基固体电解质与电极之间的外部界面和固体电解质及复合电极内部界面两个角度入手,依据本课题组多年的研究积累,结合领域内最新研究动态,详细讨论了：(1)LLZO基固体电解质粉体材料表面碳酸锂(Li₂CO₃)的形成原因、对电化学性能的影响以及克服这一问题的手段;(2)LLZO基固体电解质层内部界面调控对锂离子电导率及电池电化学性能的影响;(3)LLZO/Li界面...     

基于LFOA-GRNN模型的矿用锂电池SOC预测

针对矿用电动汽车锂电池SOC预测易受到工况环境影响、建模复杂、预测误差大等问题,该文将电池端电压、放电电流、环境温度、湿度作为SOC的表征因子,构成样本集以训练广义回归神经网络(GRNN),再引入具有Levy飞行特征的双子群果蝇优化算法(LFOA)优化GRNN的平滑因子σ。LFOA结合了Levy飞行搜索和果蝇优化算法的优点,全局搜索能力更强,收敛速度更快。仿真结果表明,经LFOA优化的GRNN能更快地搜索到合适的σ,并有效预测电池任一充放电状态下的SOC,与FOA-GRNN模型比较,LFOA-GRNN模型预测精度更高、时间更短,最大绝对误差不超过0.03,具有较好的工程应用价值。     

一种基于电荷正反传输原理的锂电池充电均衡方案

本文给出了一种基于电荷正反传输原理的锂电池充放电均衡方案。该算法可以实现充电时电池的均衡控制,方法简单、实用性强,有效地解决了目前市场上锂电池由于充电不均衡带来的一系列问题。