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限制锂负极的体积膨胀
对于金属锂而言影响其循环性能的另一大问题就是充放电过程中巨大的体积膨胀,为了尽可能的减少金属锂负极的体积变化,人们开始寻找能够储存金属锂的载体材料。在一项研究中人们利用Li辅助还原氧化石墨烯,制备了层状还原氧化石墨烯,将该材料的边缘与熔融的金属Li接触,Li就会在毛细作用下进入到材料之中。该Li/还原氧化石墨烯材料将负极的体积变化控制在20%以内,提高了电池的循环性能,降低了电池的极化,并成功抑制了锂枝晶的产生。
引导Li在负极电镀
在Li-LMO电池中,锂被存储在了正极材料之中,理论上负极在电池组装的时候可以不含锂,但是无锂负极面对的一大挑战就是金属锂在负极表面随机成核和生长,会导致负极镀锂不均匀,以及锂枝晶产生等问题。为了解决这一问题,其中一个办法是在负极预先植入晶种,从而引导锂电镀。研究显示,Li在不同的金属基体上成核的过电势也不同,在与Li相互不溶的金属基体(例如Cu)上,Li结晶成核有很多阻碍,而在与Li相互溶解的金属基体(如Ag、Au、Zn等)则完全没有结晶成核阻碍,基于上述研究成果,人们设计了中空碳纳米胶囊与Au晶种的混合结构,Au晶种能够保证Li在碳纳米胶囊内部成核和长大,碳纳米胶囊则能够保证稳定的SEI膜结构。
固体电解质的应用
今年来新型的固态电解质是防止Li枝晶长生,减少副反应发生的利器,总的来说固体电解质分为两大方向:无机陶瓷电解质和固体聚合物电解质。固体电解质需要满足一下几点:1)高弹性模量,从而阻止锂枝晶的生长;2)室温下较高的离子电导率;3)宽电化学窗口;4)低界面阻抗,以及与电极良好的粘合性。
常见的固态电解质的离子电导率和弹性模量等信息如下表所示,一些固态电解质,例如Li10GeP2S12和Li9.54Si1.74P1.44S11.7Cl0.3,其离子电导率与液态电解质相当甚至要高于液态电解质。而固态聚合物电解质的离子电导率一般要比液态电解质低2-5个数量级,同时固态聚合物电解质的弹性模量也比较小,因此无法完全阻止锂枝晶的生长。为了综合无机陶瓷电解质和固态聚合物电解质的优势,人们开发了一款复合隔膜,如下图所示。
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北极星电池网获悉,7月10日,广西南宁市应急管理局发布关于集中开展电池生产企业安全专项检查情况通报。南宁市应急管理局表示,韩国“6·24”电池制造企业火灾后,部分县区和电池生产企业缺乏事故防范的警惕性、紧迫感、责任感和使命感,未深入开展警示并分析研判辖区和电池生产企业内部的安全生产状况
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丰田汽车10月12日发布声明,宣布同日本能源巨头出光兴产达成协议,将合作开发固体电解质的量产技术、提高生产率并建立供应链,旨在确保2027至2028年有搭载全固态电池的车辆上市,并在此后实现全面量产。根据声明,两家公司已成立数十人组成的工作组,共同致力于实现全面量产电动汽车用全固态电池。
为了研发能够让电动汽车(EV)的续航里程达到数百英里的可充电电池,科学家们都致力于用锂金属阳极取代现有电动汽车电池中使用的石墨阳极。但是,虽然锂金属可以将电动汽车的续航增加30%至50%,其也会缩短电池的使用寿命。因为会产生锂枝晶(树突),即电池多次充放电循环后在锂阳极上形成的微小的树状
美国能源部阿贡国家实验室的科学家,为西北大学最近领导的一项研究做出了贡献,该研究旨在了解固体电解质材料中的晶界。通过电子全息照相术和原子探针层析术两种强大的技术,科学家能够对材料体系进行3D可视化研究,并解决围绕晶界特性及其如何在电解质中影响电阻的困惑。盖世汽车讯固体电解质材料由几
全固态(硫化物)电池作为推动社会和人类进步的一项前沿科技,被日本科学界列入能够与5G、人工智能齐头并进的研究行列。它凭借其高安全性、高能量密度、耐高温、长寿命等优点,开创性的解决了传统有机电解液电池存在的寿命短、易燃、易爆等一系列问题,成为造福人类的一项颠覆性的突破技术。在新能源汽
据报道,郑州大学、清华大学和斯坦福大学的研究人员,联手开发液体锂硫和锂硒电池系统(简称SELL-S和SELL-Se)。这两种电池采用固体电解质,能量密度有望超过500wh/kg和1000wh/l,具备低的能量成本和良好的电化学循环稳定性,有望应用于规模化储能等领域。这些电池采用Li6.4La3Zr1.4Ta0.6O12(LLZTO)
目前广泛认为固体电解质(SE)是实现高能电池锂负极的重要一环。然而,最近的报道表明Li7La3Zr2O12(LLZO)和Li2S-P2S5中Li枝晶的形成实际上比液体电解质容易得多,然而机制尚未弄清。本文通过使用时间分辨原位中子深度剖析监测三种流行但有代表性的SE(LiPON,LLZO和非晶Li3PS4)锂沉积过程中Li浓度分
全固态锂离子电池具有高安全性同时可以提高电池能量和功率密度,实现具有长循环寿命的高性能全固态电池的当前挑战包括:由Li枝晶形成和通过固体电解质(SE)的渗透导致的短路以及由SE/电极界面处的SE分解引起的电池阻抗的增加。虽然已经进行了大量工作来改善固态电解质(SE)材料的Li+导电性,但是将它
可充电锂离子电池的目标是建立一种高能量密度,长循环稳定性,高倍率并安全运行的电池体系。这些目标可以通过探索新的电池材料或优化现有的电池组件来实现。为了促进电子和离子的迁移,研究者们引入了纳米级电极颗粒的概念,使活性颗粒能被电解液充分浸润。然而,纳米级颗粒的直接引入会导致能量密度的
固体电解质膜(SEI)是影响有机液态锂离子电池稳定性、倍率性能和循环寿命的关键因素,由于其复杂的成分结构及动态的固液界面,仅从实验上难以清晰地给出其结构成分特征、离子/电子传导特性、化学/电化学稳定性等物理图像,急切需要结合理论模拟来全面深入理解上述性质,进而加速SEI膜的改性研究进程。本
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一.燃料电池简介1.定义燃料电池(FuelCells)是一种不需要经过卡诺循环的电化学发电装置,能量转化率高。燃料和空气分别送进燃料电池,电就被奇妙地生产出来。它从外表上看有正负极和电解质等,像一个蓄电池,但实质上它不能“储电”而是一个“发电厂”。由于在能量转换过程中,几乎不产生污染环境的含氮
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