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
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)具有室温离子电导率高、电化学窗口宽、对锂金属稳定等优势,是氧系陶瓷电解质的首选。然而LLZO面临着表面易形成Li2CO3钝化层、与锂金属界面接触差等问题,导致负极-电解质(Li/LLZO)界面存在大的界面阻抗,严重阻碍了锂离子的界面传输,而且不均匀的界面接触易引起锂金属的局部沉积,导致锂枝晶在陶瓷晶界处的生长,这些限制了固态锂金属电池的发展。因此,实现Li/LLZO界面的钝化层消除/转换和亲锂润湿改性具有重要意义。
近期,中国科学院上海硅酸盐研究所李驰麟研究员带领的团队提出了“原位气体清洗-去垢”和“可合金粘流体焊接”的策略,分别用以消除和转换Li2CO3钝化层以及持久愈合Li/LLZO界面,进而实现了Li-Fe-F和Li-Cu-F转换反应正极在陶瓷基固态电池构架下的大容量释放和高可逆循环。相关成果分别以“Enable high reversibility of Fe/Cu based fluoride conversion batteries via interfacial gas release and detergency of garnet electrolytes”为题发表在Materials Today2022, 61, 65-77,以“Alloyable viscous fluid for interface welding of garnet electrolyte to enable highly reversible fluoride conversion solid state batteries”为题发表在Adv. Funct. Mater.2022, 2208013, DOI: 10.1002/adfm.202208013。
不同于传统的机械抛光、高温还原和酸刻蚀等去除Li2CO3钝化层的方法,该团队提出一种通过原位气体释放将Li2CO3巧妙转化为Li3PO4离子导电晶域的策略。二氢亚磷酸钠(NaH2PO2)乙醇溶液可以浸润到Li2CO3钝化层内部,在200°C温和条件下,NaH2PO2发生热分解并原位释放出PH3蒸汽,PH3扩散可将Li2CO3充分磷化成Li3PO4。形成的以Li3PO4和热分解产物Na2HPO4为主的界面层在熔融锂化后促进了Li3P、Li2O和Na2O等组分的界面富集,该界面具备优异的对锂浸润性和锂离子传导性,Li/LLZO界面阻抗可降低至室温下2Wcm2。界面层从钝化到活化的转变可有效抑制锂枝晶的成核与生长,使得Li/Li对称电池在室温下具有高达2.6 mA cm-2的临界电流密度,在0.1 mA cm-2下可稳定循环1500小时以上。锂沉积/剥离的高库伦效率使得Li/LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2固态电池即使在低N/P比(约为4)和高截止电压(4.5 V)的条件下仍可在室温稳定循环。多电子反应的转换型正极材料FeF3(850 Wh kg-1、1400 Wh L-1)和CuF2(936 Wh kg-1、1843 Wh L-1)具有更高的理论容量和能量密度,但在电解液体系中面临着活性物质溶解和体积膨松化的问题,陶瓷固态电解质通过界面压实和质量迁移抑制可有效解决这些挑战。界面改性后的Li/FeF3和Li/CuF2固态电池表现出高的转换反应可逆容量(400-500 mAh g-1)和倍率性能(3C下251.2 mAh g-1),该工作特别借助陶瓷体系,突破了铜基氟化物正极(常被认为只适用于一次电池)的可逆循环难题。这种界面浸润去垢模式为实现高比能固态锂金属电池提供了简单可行的解决方案(Materials Today2022, 61, 65-77)。
基于Li/LLZO界面难以在反复锂沉积/剥离演变中持久愈合的问题,该团队提出了一种“可合金粘流体焊接”策略,以构筑具备高度自愈合能力的Li/LLZO界面层。通过热激发诱导三苯基锑(TPA)中苯环面间的p-p共轭相互作用,使其自组装成油性导电网络,进而形成类液态金属的流体聚合物(a-TPA)。该粘性流体通过简单刮涂易均匀地附着在LLZO陶瓷表面,经过热锂化和电化学锂化,可原位构建以Li3Sb、LiSbO3和Li2C2等成分为主的离子/电子混合导电层,其表现出对锂金属的耐久浸润性和优异锂扩散行为,对应界面的面电阻可降低至60oC下6Wcm2。受益于陶瓷界面对转换反应产物的限域和压实,Li/a-TPA@LLZO/FeF3固态电池表现出长循环和高倍率性能(0.2 C和2C下的可逆容量分别为520 和330 mAh g-1),Li/a-TPA@LLZTO/CuF2电池同样表现出显著优于电解液体系的可充性能(Adv. Funct. Mater.2022, 2208013, DOI: 10.1002/adfm.202208013)。
上述工作的第一作者是上海硅酸盐所博士生刘洋洋、博士生孟俊威,通讯作者是上海硅酸盐所李驰麟研究员,相关研究得到了国家自然科学基金和上海市科委等项目的资助和支持。
LLZTO陶瓷界面的气相清洁模式及浸润-去垢机制
Li/LLZTO/NCM811固态电池的循环性能
Li/LLZTO/FeF3和Li/LLZTO/CuF2固态电池的循环和倍率性能
三苯基锑自组装机制和界面粘流体焊接示意图
Li/a-TPA@LLZTO/FeF3固态电池循环过程中的阻抗和动力学分析
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。
今年将是新一代电池技术争奇斗艳的一年,包括46系列大圆柱电池、固液混合电池、凝聚态电池、M3P电池/磷酸锰铁锂电池、钠离子电池,以及应用于eVTOL领域的高能量密度电池,有望陆续装机配套,接受市场的实测。01固液混合(半固态)电池将竞相登台3月26日,智己汽车宣布,即将于5月上市的智己L6将率先搭载
日前,中国台湾省固态电池厂商辉能科技(下称辉能)官宣:今年量产固态电池。消息只在自媒体、垂类媒体中赚到了些点击量,却未在电池制造业、新能源汽车商和学术界引发太大波澜。平心而论,动力电池和新型储能电芯市场规模足够大,人们乐见固态电池领域取得的每一项技术突破,无论实现突破的是中国企业
3月26日,智己汽车联席CEO刘涛在社交媒体上称,凭借纳米级固态电解质等独家专利技术,智己L6所采用的电池将成为行业首个准900V超快充固态电池,可在更短时间完成近千公里的补能。更安全的固态电解质,从电芯层面就保证电池的超高等级安全,将实现整包L0无热蔓延、不起火。除了智己,丰田、本田、长安、
北极星储能网获悉,3月25日,智己汽车联席CEO刘涛在微博称,智己L6电池将具备超高能量密度:实现超1000公里续航,且将是四驱版车型。超长续航与超强动力体验同时兼得。凭借纳米级固态电解质等独家专利技术,成为行业首个准900V超快充固态电池,可在更短时间完成近千公里的补能。更安全的固态电解质,从
据电池网不完全统计,自2024年以来,固态电池领域相关项目动态不断,尤其是大项目频出,仅亿元级投资以上的项目就有7个,共计投资额达332.3亿元,平均每个项目投资55.38亿元。当前,我国新能源汽车已实现“弯道超车”,并连续9年产销领跑全球。但与此同时,市场也持续呼唤新能源汽车关键核心技术——动
半固态电池在储能领域的应用正在加速推进。近日,电池中国获悉,阳光新能源计划投资62亿元,在安徽宣城高新区打造新能源光储产业园,覆盖新能源储能集成、异质结专用硅片及纳米材料制造等多个领域。其中,储能集成子项目将与中科院物理所天目湖先进储能技术研究院有限公司携手合作,共同研发并生产半固
以“巩固和扩大新能源汽车发展优势”为主题,中国电动汽车百人会论坛(2024)于3月15日-17日在北京举行。在16日下午的高层论坛上,中国电动汽车百人会副理事长、中国科学院院士欧阳明高出席并发表演讲。欧阳明高表示,实现汽车强国要靠“四化”,即:电动化、智能化、低碳化、全球化。他指出,数据显示
凭借能量密度高、安全性能好、循环寿命长等优势,近年来,固态电池受到市场关注,被公认的下一代电池的首选方案之一。而全固态电池目前仍然面临着多个尚未完全解决技术难题,产业化时间节点或在2030年左右。(本文来源:微信公众号电池cbuID:zgcbcu)有机构预计,到2030年,全球固态电池的出货量将达
北极星储能网获悉,3月1日,天齐锂业发布《“质量回报双提升”行动方案》,其中天齐锂业表示,公司将关注电动汽车和储能应用领域的投资机会,积极参与下游的投资布局,为更好利用锂在新型电池应用方面的未来趋势做好准备。此外,天齐锂业还将在新型节能金属锂提取技术方面,继续探索矿产资源综合利用及
全国人大代表、湖南省衡阳市市长朱健称,相关标准不够完善或缺失正影响新型储能行业发展。他建议,为突破行业壁垒,规范市场发展,更好建设全国统一大市场,进一步提升产业发展国际竞争力,迫切需要加快完善储能用固态电池国家标准。随着能源需求日益增长,固态电池作为一种新型能源存储技术,正成为业
北极星储能网获悉,3月5日,三星SDI宣布,目标是在2027年量产全固态电池,以满足电动汽车时代的需求。该公司去年已在首尔南部水原市研发中心建立了一条全固态电池试验生产线,目前正在生产原型样品。另外,三星SDI将在2029年之前开发并量产寿命超过20年的电池解决方案。
北极星电池网获悉,3月26日,容百科技公告,公司近日与SKOn签署《合作备忘录》。双方将充分发挥各自优势,围绕三元和磷酸锰铁锂正极领域,开展全面深度的合作,包括但不限于技术合作、产品开发和产品销售等。容百科技表示,本次协议的签订,标志着国际头部客户对公司在三元和磷酸锰铁锂正极等产品开发
全球性的资源保护下钠电池及其他新的电池技术或将蹚出一条新路中国是锂电消费大国,相对来讲,中国本身是一个富锂大国,但中国的盐湖锂资源及其品位要弱于南美三国,大规模开采及产能提升的爬坡周期较长,难以实现经济且大规模开采,预计国内市场海外锂占比将长期维持在85%-90%之间。去年来虽然锂价“
北极星储能网获悉,美联新材3月21日在回复投资者提问时表示,目前,钠离子电池三种正极材料路线均有突破,但均仍处于产业化初期,多家厂商正积极加速钠电池相关产能的布局,相信随着钠电池技术的进一步提升,钠电池未来势必成为新能源领域的又一大热点。普鲁士蓝这个技术路线具有成本低(无贵金属材料
3月15日,天原股份在互动平台表示,公司磷酸铁锂正极材料目前处于加工性能验证阶段,昌能煤矿在建设过程中有工程煤产出,预计昌能煤矿于2024年6月底前建成进入试生产。
北极星储能网获悉,3月12日,浙江瓦司特钠科技有限公司钠离子正极材料项目签约落户望城经开区。此次签约的钠离子电池正极材料项目拟投资20亿元,建设年产5万吨钠离子电池正极材料生产线,全面投产后可实现年产值35亿元。项目计划分两期建设,其中一期5000吨正极材料生产线预计今年9月投产。
北极星储能网讯,近日,同兴环保发布《关于控股子公司竞拍取得土地使用权的公告》。根据公告显示,近日公司控股子公司马鞍山皓升新能源科技有限公司通过竞拍取得含山县自然资源和规划局以挂牌方式出让的编号含国土出字[2024]4号地块的国有建设用地使用权,该土地的取得将有利于加快启动同兴环保钠离子
北极星储能网获悉,3月6日,据LG化学官微消息,自2023年6月起,LG化学已经开始量产韩国首款高镍单晶正极材料,在量产初期将单晶正极材料和现有多晶正极材料以2:8的比例进行混合生产,再循序渐进地推进100%的单晶正极材料。适用产品也逐渐扩大至软包型、4680圆柱型电池(直径46mm,长度80mm)等。未来,
北极星电池网获悉,近日,深圳珈钠能源完成A轮数亿元融资。本轮融资由自贡高投领投、超威集团和苏州相城金控跟投,老股东顺为资本继续加注。本次融资将用于万吨正极材料产线投建、产品研发和市场拓展。
2024年开年,正极材料行业愈发处境艰难,企业面临着“生死”考验。(本文来自:高工锂电,ID:weixin-gg-lb)终端新能源车市场增速放缓、电芯价格跌下0.4元/Wh、电池制造极致降本等产业链连锁反应逐渐传导至正极材料端。三元材料方面,受到国内新能源车市场价格战、海外磷酸铁锂路线切换的影响,其市场
2月29日上午,甘肃金麟年产20万吨磷酸系锂离子电池正极材料生产线建设项目正式动工建设。该项目总投资30亿元,年度计划投资5亿元,建成后预计实现年销售收入106亿元、税收2.2亿元,将有力促进新区锂离子电池产业聚链发展。
北极星储能网讯,近日,龙蟠科技发布《关于与LGEnergySolution,Ltd.签署日常经营重大合同的公告》。根据公告显示,龙蟠科技控股子公司常州锂源新能源科技有限公司与LGEnergySolution,Ltd.签署了《长期供货协议》。协议约定,由常州锂源自2024年至2028年期间合计向LGES销售16万吨磷酸铁锂正极材料产品,
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
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。
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
近日,中国科学院大连物理化学研究所催化基础国家重点实验室二维材料化学与能源应用研究组(508组)吴忠帅研究员、郑双好副研究员团队,设计了三维多孔导电亲锂的Ti3C2TxMXene骨架用于高容量、无枝晶金属锂负极,匹配三维多孔导电、超高载量磷酸铁锂正极,研制出高能量密度、长寿命锂金属电池。锂金属
近日,在2022全国大众创业万众创新活动周之“锂金属电池创新技术论坛”上,盟维科技位于合肥经开区的锂金属电池自动化制造线及z21创新实验室正式启用。据悉,盟维科技自主开发的新一代锂金属电池能量密度已突破550Wh/kg。该公司研发的450Wh/kg锂金属电池也在两年前实现商业化量产交付。锂金属电池也被
电池代有新材出,各领风骚数十年。在过去的一个多世纪,电池行业的发展一直伴随着技术革命。从铅酸电池、镍镉电池,到碱性电池、镍氢电池,再到锂离子电池。如今,比锂离子电池能量密度更高的锂金属电池,正在加速其产业化进程。(来源:微信公众号“电池中国”ID:cbea_battery作者:马斯克斯)日前,
北极星储能网获悉,9月19日,据外媒报道,美国哈佛大学科学家为电动汽车开发了新型固态锂金属电池,该电池有望实现3分钟内完全充电,并且可持续使用20年。初创公司AddenEnergy宣布已获哈佛大学技术发展办公室独家技术许可,用于推进该技术的商业化,其目标是将电池缩小为手掌大小的“软包电池”,其组
据外媒报道,EnpowerGreentech公司成功开发了一种100Ah的锂金属电池(LMB),是下一代电动汽车电池商业化的又一重要步骤。2021年,该公司开发出超高能量密度(450Wh/kg和520Wh/kg)锂金属电池,并于2022年6月获得安全证书。该公司的高容量电池电芯,采用专有阻燃电解质解决方案,可在不影响性能的情况
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!