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摘要:空间电荷层效应源于两相界面电化学势平衡的热力学要求,最初被用于解释复合离子导体中离子电导率的显著增大现象,后来在更多的体系中得到应用和发展,并且不但可以定性而且可以定量地解释多种离子的界面输运行为。特别是在纳米尺寸体系中,体相效应大大减小,界面空间电荷层效应更为显著的增加,利用这一效应不仅可以调控电导的大小,还可以设计构筑具有奇异特性的人工导体。目前,固态锂二次电池的研究受到关注,其中电解质/电极界面或复合电极内部界面可能存在的空间电荷层效应也引起越来越多的重视。本文首先基于两相界面的缺陷化学,从热力学基础角度讨论了空间电荷层产生的原理,评述了典型导电体系中存在的空间电荷层效应及其对宏观性能的影响。在此基础上,探讨了固态锂二次电池中的空间电荷层效应、有关的表征方法,以及利用空间电荷层提高电池性能的可能。
关键词 : 空间电荷层, 缺陷化学, 界面电阻, 二次固态锂电池
陈 骋1,凌仕刚2,郭向欣1,李 泓2
1中国科学院上海硅酸盐研究所,上海 200050;2 中国科学院物理研究所,北京 100190
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5月20日,《美国化学会会刊》刊发了一则论文显示,中国科研领域在全固态电池失效机制研究方面取得重要突破。中国科学院金属研究所联合加州大学尔湾分校组成的团队,首次在纳米尺度揭示了无机固态电解质中的软短路—硬短路转变机制及其背后的析锂动力学,破解了固态电池短路难题。来源丨北极星电池网受
北极星储能网获悉,5月21日,赣锋锂业在接待活动上提到,在固态电池领域公司已形成固态电池全链路布局,在硫化物电解质及原材料、氧化物电解质、硅碳负极、金属锂负极、电芯、电池系统等固态电池关键环节具备了研发、生产能力,并加快推动固态电池商业化应用。公司在固态电池方面开发的高比能电池能量
全固态锂电池通过以固态电解质替代易燃的有机电解液,并兼容高容量锂金属负极,有望实现远超传统液态锂离子电池的安全性和能量密度,并实现在极低温、高温等极端环境下的应用。然而,目前固态电解质本身的锂离子传输稳定性及析锂(锂离子在电解质内部得电子被还原)引发的短路问题,仍是制约全固态电池
北极星储能网获悉,5月21日,三孚新科披露投资建设高安全干电极电池关键材料及高频电子信息复合材料产业化项目的公告。为推动固态/半固态锂电池高安全材料、高频电子信息复合材料的产业化、商用化,增强业务影响力及综合竞争力,广州三孚新材料科技股份有限公司拟以合并范围内子公司江西邦越新材料科技
日前,河北张家口南山汽车产业基地与三维(陕西)电池技术有限公司举行三维固态特种电池生产基地项目签约仪式。项目将建设第四代智能化电池工厂,计划总投资10亿元,总占地70亩,规划建筑面积10.2万平方米,分两期实施。其中,一期投资6亿元,二期投资4亿元,预留产能扩展空间。建成后可新增1GWh三维固
北极星储能网获悉,4月28日,鹿山新材在投资者互动平台上表示,公司硅碳负极功能粘接材料(PAA)可用于液态/半固态/固态锂电池中硅基负极极片的粘接。已通过3C电子客户的系统性验证,能够有效提升硅碳负极的循环稳定性与电池续航,已批量供货。在动力电池应用方面,已完成汽车领域知名企业小试验证,目
4月24日,河北张家口南山汽车产业基地与三维(陕西)电池技术有限公司举行三维固态特种电池生产基地项目签约仪式。项目将建设第四代智能化电池工厂,计划总投资10亿元,总占地70亩,规划建筑面积10.2万平方米,分两期实施。其中,一期投资6亿元,二期投资4亿元,预留产能扩展空间。建成后可新增1GWh三
北极星储能网获悉,4月10日,江西赣锋锂业集团股份有限公司披露公司固态电池项目研发进展。表示公司已形成固态电池全链路布局,在硫化物电解质及原材料、氧化物电解质、金属锂负极、电芯、电池系统等固态电池关键环节具备了研发、生产能力,并加快推动固态电池商业化应用。1、技术突破与产品矩阵双向发
北极星储能网讯:4月1日,北京市发展改革委及北京市城市管理委召开北京市2025年能源工作推进部署会,部署《2025年北京市能源工作要点》。其中提出,谋划推动北京新型储能电站应用示范区建设,会同房山区编制示范区建设实施方案,提出11个试点项目,重点聚焦用户侧和电网侧,鼓励高安全性固态/半固态锂
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北极星储能网获悉,6月6日,万润新能在投资者互动平台上表示,万润新能作为头部正极材料供应商,紧跟固态电池行业发展需求和战略客户量产节奏,已在固态电池环节价值量较高的正极材料和电解质领域进行发力布局。正极材料方面,性能优异的磷酸铁锂正极材料可以适配固态电池体系,公司不断进行材料结构和
富锂锰基(LRM)材料,因其超高比容量和低成本等优势,被行业寄予厚望。近期,通用汽车宣布,将与LG新能源合作,推出新型富锂锰基方形电池,并将该电池应用于未来通用电动卡车和全尺寸SUV。通用汽车的目标是,成为首家在电动汽车上部署富锂锰基电池的汽车制造商。据了解,该富锂锰基电池计划将于2027年
北极星储能网获悉,6月6日消息,此前,德尔股份与浙江省湖州市吴兴区织里镇人民政府签订了相关《投资合作协议》,计划投资约3亿元投资建设新型锂电池中试及产业化项目和智能电机产业化项目。投资合作协议中的“新型锂电池中试及产业化项目”所称的新型锂电池,指公司研发的固态电池。公司拟将前期在日
北极星储能网获悉,6月4日,孚能科技在投资者互动平台上回答公司第二代半固态电池巡航里程的问题。孚能科技表示,新能源汽车续航里程主要由动力电池能量密度及电量决定,与电机效率、车身重量、空气动力学设计等多种因素有关,具体数值因车型差异有所不同。公司第二代半固态电池通过新型氧化物/聚合物
北极星储能网获悉,6月3日消息,福建省科学技术厅等四部门关于组织申报2025年高校产学研联合创新项目的通知,新材料方向包括,锂离子电池、燃料电池等关键材料及工程化技术;电池梯级利用与绿色回收技术;乏燃料后处理技术;先进锂离子电池、动力锂离子电池凝胶聚合物电解质、高离子电导率和高稳定的无
北极星储能网获悉,5月29日,安徽合肥市2025年度第一批科技攻关“揭榜挂帅”先进光伏及新型储能、新能源汽车、新一代信息技术、智能家电(居)主导产业领域榜单发布。其中新型储能共有7家企业的产业项目纳入榜单,总投资5880万元、本次发榜金额3125万元,包括低品味工业余热高效规模化制冰储能系统开发
北极星储能网获悉,雄韬股份5月29日在投资者互动平台表示,60Ah固态电池是公司最新研发的重大成果,通过“原位聚合固态电解质技术”和“电极内部电解质动态成膜固化技术”两大核心技术的突破,彻底消除电池热失控风险,并解决“固-固”界面难题,完美适配数据中心、储能电站、轨道交通等对安全性有严苛
北极星储能网获悉,5月28日,海目星在投资者互动平台上表示,公司深度参与的固态电池技术路线采用氧化物固态电解质和金属锂负极材料,能量密度达450Wh/kg以上,显著高于当前量产的半固态产品,并通过了针刺、高温、低温等极端环境测试,安全性性能得到认证。目前,该固态电池已经运用于亿航智能的载人
北极星储能网获悉,美国麻省理工学院等机构提出了一种具有突破潜力的新技术方案,并通过实验验证了一种新型电池原型装置,其单位重量的能量密度可达当前电动汽车所用锂离子电池的三倍以上。该成果有望推动交通方式向电动化迈进。相关研究成果于27日发表在《焦耳》杂志上。此次的新电池是一种燃料电池。
刚刚过去的CIBF2025中国深圳电池展上,固态电池成为绝对主角,除了多家参展电池企业展出了多款半/全固态电池产品外,相关产业进程更是成为行业关注焦点。除此之外,固态电池概念在资本市场上的热度也持续攀升。如此强劲发展势头下,固态电池产业化进程是否能够提前到来?这一点或许从固态电池发展现状
固态钠电池兼具资源丰富、安全性高、比能量高等优势,被认为是最有应用前景的新型储能技术之一。然而,固态钠电池中在应用中面临诸多挑战,Na金属负极与固态电解质之间的固-固接触导致高界面电阻和Na枝晶的形成,降低了Na的利用率,并损害了电池的循环稳定性;商业化制造的钠箔的厚度一般在50m以上,较
北极星储能网获悉,3月19日,广东珠海市工业和信息化局发布《珠海市推动固态电池产业发展行动方案(2025-2030)(征求意见稿)》。其中提出,鼓励企业加大对固态电池的研发投入,重点培育能量密度超350Wh/kg的半固态电池和超400Wh/kg的全固态电池项目,推动固态电池产品规模化量产落地。聚焦关键核心技
近期,三家企业披露硫化物全固态电池相关进展。10月25日,中科固能硫化物全固态电解质生产基地项目开工仪式在江苏溧阳正式举行。该项目总投资1亿元,预计12月下旬建成完工并试线投产。固定设备投资数千万元,占地面积超40000㎡,产品涵盖硫化物固态电解质、硫化物固态电解质膜等,预计2025-2026年具备
硫化物被公认为目前最有潜力率先走向量产的技术路线之一,显然已经成为电池行业重要阵地之一。而中科固能作为溧阳市政府主导、中科院物理所知识产权成果转化、聚焦硫系全固态电池技术产业化的唯一平台,其行业风向标地位不言而喻。如何走向产业化,必然是其重要课题之一。本文从专利、论文以及官方信息
近期,固态电池领域的GWh项目从过去的频繁“规划”,正式迎来开工、投产。(文章来源:高工锂电,微信号:weixin-gg-lb)清陶(昆山)总投资50亿元的固态锂电池产业化项目6月即将投产,生产设备陆续进场,规划一期项目年装机量3.5GWh,三年内全部达产后年装机量将达10GWh。欣界能源新一代锂金属固态电池
开发能量密度高、安全性能好的锂金属电池体系具有重要意义。相比于传统嵌入反应型电池,锂-氟化铁转换反应型电池在质量和体积能量密度上具有2-3倍的优势(例如,相比于Li-LiCoO2的350Wh/kg,Li-FeF3的850Wh/kg),可以满足下一代移动电源对超长续航能力和便携性的要求。然而,该电池体系通常会遭受正极
3月27日,中国科学院物理研究所研究员李泓在2022中国电动汽车百人会发言指出,先进电池是我国双碳战略和电动中国战略发展的关键支撑技术,在生产、生活、国家安全方面都有非常重要的应用,在这些应用领域,高能量密度电池、高功率密度电池、高安全性、长寿命的电池是非常关键的先进技术。欧、美、日、
据外媒报道,东京都立大学(TokyoMetropolitanUniversity)的研究人员开发出一种用于固态锂金属电池的新型准固态阴极,可显著降低阴极和固体电解质间的界面电阻。通过添加离子液体,这种改性阴极可以与电解质保持良好的接触,且采用该阴极的原型电池也表现出良好的容量保持能力。尽管找到最好的离子液
固态电池采用锂金属等固态电极和固态电解质,通常能量密度较高,可以避免起火风险。但是,固态电解质和两侧电极之间的界面具有不稳定性,大大影响了此类电池的寿命。有些研究尝试通过特殊涂层,改善层体之间的键合,却增加了制造费用。据外媒报道,麻省理工学院(MIT)和布鲁克海文国家实验室(Brookha
正极材料看三元,三元材料看前驱体。三元前驱体材料是生产三元正极的关键性材料,通过与锂源混合烧结制成三元正极,其性能直接决定三元正极材料核心理化性能。(来源:微信公众号:粉体网ID:cnpowder作者:墨玉)三元前驱体材料对三元正极材料的影响前驱体杂质会带入正极材料,影响正极杂质含量;前驱
今年,对于新能源汽车是充满压力的一年,面临补贴退坡的影响,销量速度已持续放缓,而当造车新势力还没缓过劲之余,传统车企则加速电动化布局。在消费升级的趋势下,A级以上乘用车成为市场主流,A00、A0级别车型占比大幅萎缩。(来源:微信公众号“汽车杂志LIVE”ID:AM-automedia作者:Lucas)白热化
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