登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
加州大学圣地亚哥分校(UCSD)领导的研究小组发现,锂金属电池失效的根本原因在于:在电池放电过程中,少量的金属锂沉积物在从负极表面脱落并被困住,变成无法再使用的“死”或非活性锂。
据报道,加州大学圣地亚哥分校(UCSD)领导的研究小组发现,锂金属电池失效的根本原因在于:在电池放电过程中,少量的金属锂沉积物在从负极表面脱落并被困住,变成无法再使用的“死”或非活性锂。
这一发现挑战传统观点,即锂金属电池失效是因为锂负极和电解质之间形成的固态电解质界面膜(SEI)。研究人员开发一种技术,测量负极上非活性锂的数量,并研究其微纳米结构,从而得出这一结论。这在电池研究领域尚属首次。这些发现或将为实现可充电锂金属电池商业化铺平道路。
锂金属电池(由锂金属制成负极)是下一代电池技术的重要组成部分,其能量密度是目前锂离子电池(通常采用石墨负极)的两倍。因此,使用寿命更长,重量更轻,可能使电动汽车的续航里程增加一倍。但是,锂金属电池存在一个重要问题,那就是库仑效率低,电池可循环次数有限。这是因为在循环过程中,电池中存储的活性锂和电解质被消耗殆尽。
长期以来,电池研究人员一直怀疑,这是由于负极和电解质之间形成的固体电解质界面膜(SEI)造成的。但是,加州大学圣地亚哥分校的纳米工程学教授、主要研究人员Y. Shirley Meng表示,尽管研究人员已经开发出各种控制和稳定SEI层的方法,仍然无法彻底解决这一问题。“这些电池仍然会失效,因为电池中正在形成大量非活性锂。所以,应该还有一个重要的方面被忽视了。”
研究人员发现,锂金属电池失效的罪魁祸首是锂金属沉积。当电池放电时,锂金属沉积从负极脱落,然后被困在SEI层,失去与负极的电连接,变成不能参与电池循环的非活性锂。这些被困住的锂大大降低了电池的库仑效率。研究人员发明一种方法,测量有多少未反应的金属锂作为非活性锂被困,从而确定电池失效原因。他们往密封的烧瓶中加水,瓶中含有在半电池循环中形成的非活性锂样品。所有未反应的金属锂都会与水发生化学反应产生氢气。通过测量产生了多少气体,研究人员可以计算出被困金属锂的数量。非活性锂还包括另一种成分:锂离子,这也是SEI层的组成部分。可从非活性锂总量中减去未反应的锂金属量,来计算它们的数量。
在对金属锂半电池的测试中,研究人员发现未反应的金属锂是非活性锂的主要成分。随着它的形成,库仑效率逐渐降低。与此同时,SEI层的锂离子含量始终保持在较低水平。在八种不同的电解质中,可以观察到这些结果。“这一发现很重要。从中可以看出,锂金属电池的主要失效产物是未反应的金属锂,而不是SEI,”研究人员Fang说,“通过这种方法来量化活性锂的两种成分,能达到超高精度,得出值得信赖的结果。这是其他表征工具无法做到的。”
“从化学性质的角度,金属锂具有侵略性,因此,这项任务极具挑战性。金属锂会同时发生许多不同类型的寄生反应,几乎无法将各种非活性锂区分开来。”美国陆军研究实验室的研究员Kang Xu表示,“这项研究带来的先进方法,可提供非常强大的工具,以精确可靠的方式做到这一点。”Xu所在实验室的团队为此项研究提供先进的电解液配方。
研究人员希望他们的方法能够成为评估锂金属电池效率的新标准。
通过研究不同电解质中锂沉积的微纳米结构,研究人员回答了另一个重要的问题:为什么有些电解质能提高库仑效率,另一些却不能。
这与电池充电时锂在负极上的沉积方式有关。在一些电解质中,锂能形成微纳米结构,从而提高电池性能。例如,在通用汽车研究人员特别设计的电解液中,产生密集的柱状块状锂沉积。在放电过程中,受益于这种结构,作为非活跃锂、被困在SEI层中的未反应金属锂较少。根据测试结果,第一次循环的库仑效率为96%。“这种优异的性能归功于电流收集器表面形成的柱状微观结构,它的弯曲度最小,大大增强了结构连接,”通用汽车全球研发中心的Mei Cai士说。他的团队开发了先进的电解质,使锂以“理想”的微观结构沉积。
相比之下,使用商用碳酸盐岩电解质时,锂沉积呈现出扭曲的、晶须状形态。这种结构导致更多的锂金属在脱离过程中被困在SEI中,库仑效率降至85%。
接下来,研究小组提出控制金属锂沉积和脱离的方法,包括对电极堆施压、形成均匀且具有机械弹性的SEI层、使用3D电流收集器。“关键是控制微纳米结构,”Meng说,“希望我们的发现能够激发新的研究方向,推进可充电锂金属电池的发展。”
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
“有你们供电企业对我们的大力扶持,我们企业定会‘插翅腾飞’啊!”5月27日,河北零点新能源科技有限公司经理对前来做用电检查的国网遵化市供电公司共产党员服务队队员刘强、李智说道。河北零点新能源科技有限公司成立于2015年10月,总部位于河北省唐山市遵化市建明镇境内,占地面积163亩,拥有3.3万
北极星储能网获悉,6月9日,华夏智慧能源(浙江)有限公司发布了山西襄垣42.5MW锂离子电池+超级电容混合储能项目EPC招标公告,合计规模42.5MW/130MWh,项目资金来源为自筹资金15958万元,约合1.228元/Wh。规模:锂离子电池32.5MW/130MWh+超级电容10MW/0.083MWh混合储能站包括锂离子电池预制舱、超级电容
特朗普当前推出的激进且混乱的贸易政策,已给美国蓬勃发展的电池储能行业带来了诸多问题。行业分析师对依赖进口的电池储能系统制造商未来发展前景持谨慎态度,很多储能项目开发商也推迟了投资。分析师和企业内部人士称,由于进口关税的长期走向尚不明朗,在全球供应链重新达到平衡之前,电池储能行业在
北极星储能网讯:6月7日,立新能源开启了2025年第二批储能设备采购招标,三个项目采购构网型储能系统500MW/2GWh,分别应用于和田地区的和田市、皮山县和民丰县。立新能源已然是新疆地区最重要的新能源储能开发企业之一,其控股股东为新疆能源集团,是新疆国有能源骨干企业。立新能源与华电新能源、新疆
据外媒报道,美国储能系统和可再生能源服务提供商Fluence公司在5月8日发布了其2025财年第二季度财务业绩报告(即1月1日至3月31日这三个月的业绩)。该公司在其发布公告中指出,贸易关税不确定性导致Fluence公司降低了该公司2025财年收入和息税折旧摊销前利润(EBITDA)业绩预期,尽管如此,该公司首席
作者:彭鹏1王成东2陈满1王青松2雷旗开1金凯强2单位:1.南方电网调峰调频发电有限公司储能科研院2.中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室引用本文:彭鹏,王成东,陈满,等.某钛酸锂电池储能电站热失控致灾危害评价[J].储能科学与技术,2025,14(4):1617-1630.DOI:10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.1006本
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
5月29日17时06分,江苏吴中区太湖街道雷山路与东太湖路交叉口处往西60米一货车运载的磷酸锂电池组起火。消防员立刻同步调派叉车转移起火电池组至安全区域,结合锂电池起火的特殊性最终决定使用“围堰淹没处置战法”快速控制火情,有效避免次生灾害。约半小时后,火势已被控制,一小时后明火已完全扑灭
北极星储能网获悉,6月3日,1批汽车用钠离子动力电池组,经福州海关所属宁德海关关员现场实施危包使用鉴定合格,并取得危险货物包装使用鉴定证书后顺利出口。据悉,这是全国首批钠离子汽车动力电池出口。钠离子电池是一种新型二次电池,其工作原理与锂离子电池类似,通过钠离子在正负极间的往复移动实
北极星储能网获悉,6月2日消息,为加强锂离子电池全生命周期安全与质量管理,市场监管总局(国家标准委)近日批准发布《锂离子电池编码规则》(GB/T45565—2025),并将于2025年11月1日起实施。该标准由中华人民共和国工业和信息化部提出,归口于中国电子技术标准化研究院,由比亚迪、宁德时代、亿纬锂
北极星储能网获悉,近日,住房和城乡建设部应用锂离子储能系统的光伏高层建筑火灾风险评估及验证、光伏高层建筑火灾辅助逃生设施及简易自动喷水灭火系统的应用可靠性及关键技术验证发布了中标公告。中国建筑科学研究院有限公司以80.00万元中得。住房和城乡建设部应用锂离子储能系统的光伏高层建筑火灾
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
近日,大连化物所储能技术研究部(DNL17)李先锋研究员团队和中国科学院化学研究所张燕燕副研究员合作,在全钒液流电池(VFBs)正极电解液稳定性研究方面取得新进展。团队通过系统研究VFB正极电解液中五价钒离子的溶剂化结构随温度的转化过程,阐明了正极电解液沉淀析出机理,并据此提出了高稳定性钒电
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
作者:梁毅韦韬殷广达黄德权单位:桂林航天工业学院汽车工程学院引用:梁毅,韦韬,殷广达,等.亲锂Ag-3D-Cu电极的设计及电化学性质[J].储能科学与技术,2025,14(2):515-524.DOI:10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.0758本文亮点:通过在泡沫铜表面化学镀银的方式制备具有亲锂性的Ag-3D-Cu集流体。(1)银粒
作者:江训昌1,2喻科霖3杨大祥1,2,4廖敏会5周洋5单位:1.重庆交通大学绿色航空技术研究院;2.重庆交通大学;3.重庆市育才中学;4.绿色航空能源动力重庆市重点实验室;5.重庆长安新能源汽车有限公司引用:江训昌,喻科霖,杨大祥,等.原位聚合制备PDOL基固态电解质及其在锂金属电池中的应用[J].储能科学与
日前,美国独立发电厂商(IPP)EnfinityGlobal公司宣布计划在美国德克萨斯州部署两个电池储能系统,总计规模达到425MW/850MWh。这两个电池储能项目预计将于2025年第二季度和第四季度开工建设,分别在德克萨斯州的休斯顿和达拉斯附近部署。EnfinityGlobal公司在美国、意大利、印度和日本开发和部署总计3
借势国家级舞台撬动万亿市场。*题图来自宁德时代官微2025年央视春晚上,eVTOL、人形机器人、智能汽车表演打开观众对赛博未来的想象空间。低空经济距离老百姓的生活越来越近,峰飞航空的V2000CG(凯瑞鸥)eVTOL和亿航智能的EH216系列eVTOL航空器在本次春晚亮相。峰飞航空凯瑞鸥在重庆分会场起飞,最大起
全固态锂金属电池被认为是未来最具前景的储能技术之一,其具有高能量密度、长循环寿命和高安全特性等优势。其中,石榴石基Li7La3Zr2O12(LLZO)氧化物电解质因其对锂金属的化学和电化学稳定,以及在室温下近1mS/cm的高离子电导率而备受关注。然而,如何改善固态电解质与锂金属负极的界面接触成为一个挑
过去一年,包括硅氧、传统研磨硅碳、新型多孔硅碳等在内的硅基负极,呈现出快速发展的态势。消费电子端渗透率有所提升,动力电池端示范项目相继落地,产业链上下游也积极扩产。然而,在需求释放、性能突破与产能爬坡的多重推动下,行业仍面临着诸多掣肘与现实考验,有待进一步厘清其背后的驱动逻辑。与
12月19日,重庆太蓝新能源有限公司(以下简称“太蓝新能源”)与南都电源正式签署固态电池战略合作协议。太蓝新能源董事长高翔、副总裁王俊曦,南都电源董事长兼总裁朱保义、国内营销中心副总裁于建华出席并见证签约。太蓝新能源CEO李彦,南都电源副总裁、总工程师相佳媛代表双方签约。根据协议,双方
2024年10月,国际航空运输协会(IATA)发布了第66版DGR(危险品规则),从2025年1月1日起,第66版IATA危险品条例(DGR)和第12版锂电池运输条例(LBSR)正式生效。2026年1月1日起,航空运输时,与由锂离子电池供电的设备和车辆包装在一起的锂离子电池将需要在电池处于较低的充电状态下进行航空运输。这些变
相较于传统液态锂电池,固态电池有着优异的安全性和更高的能量密度,因此是被誉为新能源时代的“圣杯”。近期,国内外头部企业不断推进固态电池的研发与应用,行业有望再迎催化。受市场消息带动,11月6日,5家固态电池产业链企业涨停。重磅消息发布近段时间,固态电池产业利好消息不断。长安汽车:长安
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
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!