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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... 相似文献
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近年来, SiO_x作为锂离子电池负极,由于其良好的循环稳定性、较大的容量以及对成分调控的可行性,引起了广泛的关注。以往的许多研究都集中在阐明氧含量对SiO_x负极的影响,尺寸效应对性能的影响规律很少被研究。此工作研究了不同厚度的薄膜型SiO_x负极材料的电化学性能。溅射制备SiO_x电极的Si/O比值为0.7、膜厚为450 nm时,电极初始库仑效率(ICE)为71.68%、容量保持率92.01%。以上的最优性能主要归功于电荷转移电阻低、SEI层形成减少和循环过程中电极的结构稳定性。研究表明,作为LIBs负极,控制SiO_x负极的厚度可以有效改善电极材料的电化学性能。 相似文献
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Li/garnet/LiFePO4 solid-state battery was fabricated. The cathode contains LiFePO4, Ketjen black, poly(vinylidene fluoride):LiTFSI polymer as active material, electric conductor and Li-ion conducting binder, respectively. Polyvinylpyrrolidone was added into the cathode to improve cathode/electrolyte interfacial performance. When combined with polyvinylpyrrolidone additive, poly(vinylidene fluoride):polyvinylpyrrol idone:LiTFSI blend forms, and the cathode/electrolyte interf... 相似文献
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High quality thin film phosphors of Y2O3:Eu3+ deposited via chemical bath deposition 总被引:1,自引:1,他引:0
High transparency in visible region was required for red-light-emitting Y2O3:Eu3+ thin film phosphors. Such films were obtained via chemical bath deposition on bare SiO2 glass substrates through heterogeneous nucleation with further heat treatment. Thin amorphous yttrium basic carbonate films could be completely transformed to crystalline Y2O3 at 650 °C. X-ray diffraction and field-emission scanning electron microscopy were used to characterize these products. The deposition temperature and the post-anneali... 相似文献
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随着液态锂电池的广泛应用,热失控现象时有发生,其热安全性成为亟待解决的问题。全固态锂电池以其优异的安全性显示出巨大的应用潜力。该文简要介绍了全固态锂电池的基本概念及组成结构,重点阐述了氧化物、硫化物以及聚合物固体电解质的最新研究进展,并对这3类全固态锂电池的热安全性差异进行了总结,包括固体电解质材料级别、固体电解质与活性材料或锂金属负极混合时界面级别以及全电池级别的热安全性。此外,锂枝晶现象对全固态锂电池安全性的影响仍不可忽视。目前,针对材料和界面级别的热安全性研究众多,但全电池级别的研究较少,且多集中在小容量电池,针对全电池级别的热安全性仍需进一步探究。最后,指出了未来高安全性全固态锂电池的商业化应用应着力于解决全固态锂电池中的关键界面问题以及锂枝晶问题。 相似文献
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基于石榴石固体电解质的固态锂电池面临着固体电解质和固体电极之间较大的界面阻抗问题, 导致循环性能不佳。为了解决此问题, 本课题组制备并研究了LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2基正极、Li6.4La3Zr1.4Ta0.6O12陶瓷固体电解质和金属锂负极构成的固态锂电池。在构筑LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2基正极时采用三种不同的导电碳, 研究表明, 与科琴黑和超导炭黑相比, 使用气相生长碳纤维(Vapor Grown Carbon Fiber, VGCF)时, 固态电池有更优异的循环性能。这是因为充电到高电压时, VGCF比另外两种导电剂引起的副反应更少, 从而减少能增加电池内阻的碳酸盐类副产物的形成。这些结果说明电子导电剂的稳定性对固态锂电池的循环性能有重要影响。 相似文献
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与采用液体电解液的传统二次锂离子电池相比,固态二次锂电池在高能量密度和安全性方面具有显著的潜在优势,近年来成为国内外的研究热点。作为固态二次锂电池的核心组成,固态电解质需要具备高离子电导率、宽电化学窗口、对锂稳定、力学性能优以及可抑制锂枝晶等特性。为达到以上要求,本工作探索制备了由纳米钽掺杂锂镧锆氧(LLZTO)粉体与聚氧化乙烯(PEO)复合的有机-无机复合固态电解质膜材料,对比研究了在有机物PEO中添加锂盐和不添加锂盐对固态电解质膜电导率及电化学特性的影响。发现在PEO-LLZTO复合电解质膜中,虽然PEO不导电,但界面处存在的渗流效应可极大提高膜的总电导率,室温离子电导率可达到2×104 S/cm。这一数值虽然略低于PEO-LiTFSI-LLZTO复合电解质膜(室温条件下电导率为6×104 S/cm),但无锂盐添加的PEO-LLZTO复合电解质膜表现出较好的电化学稳定性和较强的抑制锂枝晶的能力。将PEO-LLZTO复合电解质膜与Li/LiFePO4和Li/LiFe0.15Mn0.85PO4组装成软包电池,在0.1 C、60 ℃的测试条件下可充分发挥正极材料的容量,并可稳定循环200次以上。 相似文献
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细菌纤维素(Bacterial Cellulose,BC)是由微生物发酵获得的具有纳米尺寸的聚合物生物材料,具有比表面积大、机械强度高、持水能力强、化学稳定性好及环境友好等特质,可用于制备三维纳米碳材料的前驱体或支撑其他功能材料的柔性骨架。本文介绍了基于BC制备的各种碳纳米纤维(Carbon Nanofiber,CNF)及其复合材料,包括掺杂CNF、CNF/金属氧化物、CNF/导电聚合物等材料。描述了这些材料在超级电容器中的应用,关注BC用于可弯曲电极的设计和制备;进一步阐述了当前BC应用于能源存储领域所面临的挑战和机遇,并对其未来发展包括在高性能二次电池方面的应用等进行了展望。 相似文献