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金属锂具有极高的理论比容量与极低的氧化还原电位,有望成为下一代负极材料。当其与转换反应型硫基和氟基正极匹配时,有望得到能量密度高达500- 900 Wh kg-1的锂金属电池(LMBs)。然而,负极端锂枝晶的生长蔓延容易导致锂金属电池循环稳定性变差,且具有电池短路的安全风险;挤压出来的锂枝晶也有可能破坏固态电解质界面(SEI)层或形成“死锂”,随着锂金属负极比表面积和孔隙率的增加,电解液的消耗加剧,同时SEI累积变厚而造成电极钝化。这些不利因素会导致电池阻抗和过电势增加,引起库仑效率(CE)的下降和波动,严重限制了锂金属电池的发展。通过添加低含量电解液添加剂来调节SEI组分,是一种简单有效的增强SEI膜、改善负极界面从而延缓锂枝晶生长的策略,而SEI的增强效果取决于添加剂与还原性Li表面的降解反应过程。
针对单一无机成分的SEI层柔韧性较差以及现有有机无机杂化SEI层的构建操作复杂的难题,中国科学院上海硅酸盐研究所研究员李驰麟团队提出了一种简便有效的界面原位催化嫁接策略,实现了锂金属电池负极的高效稳定和枝晶抑制。相关研究发表在《先进功能材料》上(Advanced Functional Materials,2019, 1902220,DOI:10.1002/adfm.201902220)。
在该工作中,研究团队通过将-OCH3基团封端的液体聚二甲基硅氧烷(PDMS-OCH3)作为可嫁接添加剂,通过电化学势和电场作用实现其在锂金属表面的“接枝”和“碎片”反应。锂金属表面天然存在的Li2O和LiOH薄层“皮肤”,在电荷转移作用下,可催化激活PDMS-OCH3的解离反应,破碎后的大分子可嫁接到锂金属表面,同时更小的分子可密化成无机的LixSiOy快离子导体。这样的有机-无机杂化界面相(即接枝SEI)在电化学过程中被注入的高浓度LiF进一步增强。LiF和LixSiOy的硬无机成分组合可提供快离子通道和界面,实现离子流的均化效应,起到阻碍锂枝晶生长的屏障作用;而软的PDMS分支则可增强整个SEI的柔韧性和缓冲效果。将液体的PDMS-OCH3作为碳酸酯体系的添加剂,其嫁接保护下的负极可赋予Li|Li对称电池长达1800 h的稳定循环,同时实现25 mV左右的小电位极化。Li|Cu非对称电池在大电流密度和高面容量的条件下仍可实现高达97%的库伦效率。在锂金属致密化和SEI稳定化方面,液态PDMS添加剂具有比其他嫁接能力弱的固体硅氧烷添加剂更显著的优势。
近期,李驰麟团队针对锂金属电池负极界面改性研究已取得系列进展,提出了功能添加/填充剂和保形包覆手段来设计稳定的人工SEI层,率先提出二维碳氮聚合物(C3N4)增强电解质抑制锂枝晶生长的策略(ACS Appl. Mater. Interfaces2017, 9, 11615),提出多孔镁金属网络原位镀层以稳定锂负极可逆循环的手段(ACS Appl. Mater. Interfaces2018, 10, 12678),率先提出一类富锂氟基开框架固态电解质高离子导电率的实现途径及其对锂离子流的均化效应(Energy Storage Mater.2018,14,100;ACS Appl. Mater. Interfaces2018, 10, 34322),提出金属有机框架(MOF)固体添加剂触发高浓度LiF原位注入Zr-o-C基SEI的复合增强策略(ACS Appl. Mater. Interfaces2019, 11, 3869),提出丝胶蛋白保形包覆实现空气稳定锂金属负极和高倍率Li-S电池的方法(J. Power Sources2019, 419, 72),提出可诱导锂金属保形共轴沉积的合金三维骨架构筑(ACS Appl. Energy Mater.2019,DOI: 10.1021/acsaem.9b00573)。
以上系列研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目的资助和支持。
液态聚二甲基硅氧烷的界面原位催化嫁接以实现无枝晶的锂电镀和高可逆的锂金属电池
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北极星储能网获悉,融捷股份11月19日晚间发布公告称,根据战略规划和经营发展的需要,为进一步打通锂电材料上下游产业链,充分发挥产业链协同优势,公司拟投资1亿元设立全资子公司兰州融捷材料科技有限公司,从事锂离子电池负极材料相关业务。融捷股份表示,近年来,负极材料行业处于快速发展阶段,扩
在政策、技术和需求的多重驱动下,今年固态电池市场的热度和产业化进程进一步提升。硫化物固态电解质迎来产业化拐点、叠加以eVTOL为代表的细分领域爆发差异化应用需求,固态电池整体加速从研发迈向产业成果转化,工程化验证又推动了创新工艺、设备的研发与落地。与此同时,车企、电池企业、材料企业、
钠离子电池具有“低温性能好、高倍率、高安全”等优势,可广泛应用在电动二轮车、微型车、储能等市场。随着钠离子电池的商业化量产应用,GGII预计2024年我国钠离子电池出货量超1.5GWh,2025年出货量超4.5GWh,2030年出货量有望超30GWh。按1GWh钠离子电池消耗1500吨负极材料计算,到2030年,我国钠离子
硅基负极材料正在加速商业化应用。10月中旬,辉能科技在2024年巴黎车展上展出“100%硅负极”电池系统。根据德国莱茵实验室的数据,该电池系统在5分钟内可将电量从5%充至60%,8.5分钟充至80%。该电池能量密度达到321Wh/kg,预计年底最高可提升至355Wh/kg。硅基被业内认为是下一代理想的负极材料。据了解
北极星储能网获悉,10月14日晚间尚太科技公告,公司拟以自有资金或自筹资金在马来西亚设立全资孙公司,并投资建设马来西亚年产5万吨锂离子电池负极材料项目(下称“马来西亚项目”)。据披露,上述马来西亚全资孙公司注册资本为1000林吉特或其他等值货币(后续拟进行增资),公司性质为私人有限责任公
近日,江阴高新区年产20万吨低能耗高性能锂电池负极材料项目(二期)完成了开工验线手续,项目正式开工建设。该项目总投资12.6亿元,由江苏华盛锂电与苏州华赢新能源共同投资建设,今年2月该项目一期工程已经开工建设。据了解,该项目主要生产低能耗高性能锂电池负极材料,包括人造石墨负极、硅氧负极、
北极星电池网获悉,9月27日,新能源新材料行业发展交流大会在江苏省常州市武进国家高新区举行。会上,总投资3亿美元的屹创新能源新型镍氢气电池负极材料项目正式落户武高新。此次签约的项目由屹创新能源在园区增加投资,将建设新型镍氢气电池核心负极材料研发、制造基地,达产后将形成15GWh镍氢气电池
北极星储能网获悉,9月24日,华盛锂电发布公告称,公司拟通过自有资金3999.9999万元向江苏浦士达环保科技股份有限公司投资入股,按照6.50元/股的价格认购浦士达定向发行的股份。本次投资后,华盛锂电将直接持有浦士达615.38万股,持股比例为14.68%。华盛锂电称,本次投资旨在抓住新能源汽车对高容量负
作为突破电池能量密度桎梏的助力利器,硅基负极材料产业化进程不断加快。截至目前,包括特斯拉、比亚迪、蔚来、上汽智己、广汽埃安、奔驰、极氪等众多车企都已经开始或即将搭载硅基负极动力电池。宁德时代、亿纬锂能、国轩高科等头部电池厂商也都已布局硅基负极动力电池产品。“硅基负极是未来最有可能
北极星电池网获悉,9月11日,璞泰来在投资交流会上,回应了关于硅基负极材料单吨售价、固态电池市场前景等热点话题。璞泰来表示,当前全固态电池尚处于研发阶段,相关产业链配套尚需进一步开发与完善,公司认为全固态电池距离大规模的商业化应用,可能尚需时日。璞泰来是国内最大的独立涂覆隔膜加工商
研究机构EVTank分析认为,2024年将是之前两年全国新建石墨化和负极材料产能集中释放的一年,整个行业将面临着较大的产能过剩的压力,负极材料的价格仍将面临着较大的下行压力。另一方面,随着大量一体化产能的建成,第三方独立石墨化加工产能将面临着较大的开工压力。2024年上半年,在终端需求增速放缓
北极星储能网讯,5月30日,江苏省常州市金坛经济开发区、深圳欣界能源科技有限公司签约总投资约30亿元的新一代锂金属固态电池项目。该项目计划9月开工,分两期建设,一二期全部达产后,将形成年产5GWh新一代锂金属固态电池产能。
北极星储能网获悉,5月28日,华丰股份在投资者互动平台表示,公司与中科院上海硅酸盐研究所李驰麟研究员团队合作研发新型储能电池,研发主要路线是锂金属固态电池。合作伊始,公司即根据研发进度相应进行研发投入。
“亿纬锂能布局的下一代电池技术路线包括固态电池、锂金属电池等。我们一直是全球用金属锂最大的公司,锂金属电池我们当仁不让。”亿纬锂能董事长刘金成在今年年初如是表示。据悉,亿纬的锂金属电池已经做到450Wh/kg的能量密度,循环寿命800多次,在一些特殊而较有前景的应用场景得到应用。除了亿纬锂
LG新能源公司1月25日表示,将向美国初创公司SionPower进行股权投资,以开发下一代电池。这笔投资将用于开发锂金属电池的技术合作,这种电池使用锂金属阳极而不是石墨或硅阳极,与现有的锂离子电池相比,可以实现更高的能源效率。LG新能源没有透露这笔投资的具体金额和其他细节。
美国国橡树岭国家实验室(ORNL)的科研人员开发出一种新型锂基固态电解质材料Li9N2Cl3。该材料表现出优异的锂相容性和大气稳定性,可用于制造高面积容量、持久的全固态锂金属电池。Li9N2Cl3具有无序的晶格结构和空位,有效促进了锂离子传输,且由于其固有的锂金属稳定性,可以在10mA/cm2的电流密度和10
把石墨负极换成锂金属,可以大幅提升电池能量密度。——北京航空航天大学材料科学与工程学院副院长、教授、博士生导师宫勇吉2023年10月31日至11月2日,SNEC第八届(2023)国际储能技术和装备及应用(上海)大会在上海举行。会上,北京航空航天大学材料科学与工程学院副院长、教授、博士生导师宫勇吉教授带
近日,深圳欣视界科技有限公司(下称:欣视界)正式完成Pre-A+轮亿元融资,本轮融资由高瓴创投(GLVentures)领投,智慧互联基金、齐鲁前海基金、客户亿航智能和老股东峰和资本等跟投。融资将主要用于技术研发、市场开拓和产线生产交付等。据公开资料显示,欣视界成立于2020年,是一家专注于固态锂金属
近日,中国科学技术大学姚宏斌课题组、李震宇课题组与浙江工业大学陶新永课题组合作,设计开发出镧系金属卤化物基固态电解质新家族LixMyLnzCl3(Ln为镧系金属元素,M为非镧系金属元素)。实现无任何电极修饰且室温可运行的全固态锂金属电池。相关研究成果于4月5日发表在Nature杂志上。
据外媒报道,印度QpiTechnology子公司QpiVolta宣布成功开发出印度首款高能量密度锂金属基固态电池(SSB)软包电池。此前在2021年,该公司还宣布使用量子和AI材料模拟来开发能量密度和安全性优异的SSB。
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
锂金属负极理论容量高、反应电位低,因此锂金属电池具有更高的能量密度和更广泛的正极材料选择,然而有机电解液的易燃性和锂枝晶的不可控生长使得锂金属电池存在一定安全隐患。采用固态电解质取代电解液可以在根本上提高电池的安全性和稳定性。其中掺杂的石榴石型固态电解质Li7La3Zr2O12(LLZO)具有室
北极星储能网获悉,有投资者在投资者互动平台提问欣旺达:贵公司的固态电池,有最新的进展没?欣旺达(300207.SZ)11月14日在投资者互动平台表示,欣旺达已经通过负极使用锂金属进一步将固态电池能量密度提升至500Wh/kg,目前已经有实验室原型样品。预计2027年完成能量密度大于700Wh/kg全固态电池实验
北极星储能网获悉,11月5日,欣旺达在投资者互动平台表示,欣旺达已经通过负极使用锂金属进一步将固态电池能量密度提升至500Wh/kg,目前已经有实验室原型样品。预计2027年完成能量密度大于700Wh/kg全固态电池实验室样品制作。与此同时,针对半固态电池,欣旺达表示,欣旺达相关电池的能量密度可以至500
北极星储能网获悉,赣锋锂业9月11日在投资者互动平台表示,公司在固态电池方面开发的高比能电池能量密度达到420Wh/kg,循环寿命超过700次,并开发出能量密度达到500Wh/kg的样品,可通过200℃热箱与针刺等严苛的安全测试。
北极星储能网获悉,近日,辽宁省人民政府办公厅印发《科技引领未来产业创新发展的实施意见》(以下简称《意见》)的通知。《意见》指出,聚焦储能领域,突破本质安全高能量密度电化学储能等关键技术,研发高能量密度水系电池、液态金属电池、固态电池等先进储能产品。原文如下:辽宁省人民政府办公厅关
北极星储能网获悉,9月11日,上海市经济信息化委发布关于征集上海市低空经济产业重点项目的通知,文件明确,征集重点项目领域包括关键配套研发项目:1.先进动力配套(如高能量密度航空动力电池、高功重比航空动力电驱等)2.网联通导配套(如导航设备、通信设备、感知设备、监测设备等)3.关键系统配套
北极星储能网获悉,南都电源9月10日在投资者互动平台表示,公司将半固态技术相关专利应用于314Ah和690Ah大电芯,减少电解液用量,提高产品能量密度,增加循环次数,提高安全性能。公司690Ah的高性能储能电池利用了固态电解质技术,电解液大幅减少30%;公司20Ah全固态电池不含有液态电解质。目前公司大
北极星储能网获悉,9月2日,南都电源在投资者互动平台表示,公司自2017年开展固态电池的研制工作,并于2020年承担浙江省固态电池重点研发计划,目前固态电池产品能量密度可达350Wh/kg,循环寿命2000次,已通过热箱、短路等安全项测试,各项指标顺利完成,将于今年四季度完成项目验收。公司固态电池产品
记者28日从中国科学技术大学获悉,该校谈鹏教授和肖旭博士后在火星大气电池研究中取得重要进展——提出了一种火星电池。据介绍,该电池以火星大气成分(模拟参照火星上大气成分比例配比)作为电池反应燃料物质,可实现高能量密度和长循环性能。相关研究成果日前发表于《科学通报》(ScienceBulletin)。火
北极星储能网获悉,8月21日,广东佛山市人民政府办公室关于印发《佛山市推动低空经济高质量发展实施方案(2024—2026年)》(以下简称《方案》)的通知。《方案》指出,发展与智能家电、智能机器人等产业具有关联度的智能感知终端,聚焦低空经济飞行器智能化方向,培育壮大智能感知等相关传感器产业。
北极星储能网获悉,据内部人士透露,吉利CEO淦家阅近日在吉利内部经营大会上表示,吉利在全固态电池领域取得最新进展,吉利自研全固态电池已实现20Ah标准尺寸电芯开发,全固态电芯能量密度超400Wh/kg,或将率先实现发布和量产装车。公开资料显示,近五年,吉利研发投入累计超1100亿元人民币,其中最重
北极星电池网获悉,8月1日,“太蓝新能源先进技术研究院”正式在北京顺义研发总部举行揭牌仪式。据了解,太蓝新能源目前已经实现了4C超快充半固态电池的批量生产;今年4月成功制备出世界首款超高能量密度720Wh/kg,单体容量120Ah全固态锂金属电池;开发出全球领先的氧化物-聚合物混合固态电解质材料及
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