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锂金属电池

最前沿
中国科研人员在高比能锂金属电池研究领域取得新突破

西安交通大学宋江选教授团队开发了一种电化学稳定的具有自适能力的静电屏蔽层用于锂金属负极。该静电屏蔽层利用芳香环取代基调控电荷分布来降低其还原电位实现电化学稳定,利用其静电效应自适应地均匀化电极表面的电流密度,从而调控锂沉积行为并实现高沉积容量(4 mAh cm-2)下的无枝晶沉积形貌。基于该静电屏蔽层所构建的锂金属软包电池在极限条件下(高面容量5.7 mAh cm-2,大电流2.7 mA cm-2,低电解液用量2.5 g Ah-1),展现出良好的循环稳定性且能量密度>400 Wh kg-1。

最前沿
中国科研人员在5V级高压锂金属电池电解液研究方面取得新进展

锂电池具有能量密度高、循环寿命长、转化效率高、应用灵活、成本低廉等特点,成为应用最广泛的储能器件。然而,基于目前商业化的磷酸铁锂、三元正极材料和石墨负极材料的锂离子电池的能量密度已经接近理论极限。中国科研人员在5V级高压锂金属电池电解液研究方面取得新进展

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中国团队在锂金属电池双功能电解液设计研究获进展

与传统的石墨负极相比,锂金属负极具有高的理论比容量(3860 mAh/g)和极低的电化学电位,有望助力实现锂金属电池500 Wh/kg的能量密度目标。然而,不可逆的电极-电解质界面副反应、不可控的枝状锂生长、“死锂”积累以及过大的极化电位,导致电池安全和失效问题。匹配高镍三元正极有利于高能量密度的实现,而正极界面的不稳定易造成过渡金属溶解,致使活性物质损失和容量衰减。合理的电解液配方可以衍生出稳定的正负极/电解质界面,驱动高比能锂金属电池的长效运行。

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中国团队在原位构筑锂金属人工SEI膜研究上取得重要进展

锂离子电池推动着便携式电子设备和电动汽车的发展,但电动汽车续航里程仍不能满足人们的出行需求,具有更高能量密度(3860 mAh g-1)和低还原电位(-3.04 V,标准氢电极)的锂金属电池引起人们广泛的关注。然而,不均匀的锂沉积导致了锂枝晶的形成和较低的库仑效率,严重阻碍了锂金属电池的实际应用。

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双阴离子聚集的溶剂化结构稳定高电压锂金属电池

锂金属电池是下一代高能量密度二次电池的优秀“候选人”。然而,它的发展正面临着锂沉积/溶解可逆性差、电解质消耗等问题的阻碍。目前,通过优选功能添加剂、溶剂和锂盐的方式是最方便和有效的解决方案,因为电解液体系溶剂化结构可以调节电极/电解液的界面形成以提升电池性能。

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科研人员调控锂枝晶生长界面助力长循环锂金属电池

电动汽车和无人机市场的快速增长,促使研究者开发更高能量密度、功率性能和长循环寿命的二次电池。锂金属的高理论比容量(3860 mAh g-1)和低电化学电位(-3.040 V vs.标准氢电极),使其成为最理想的负极材料之一。然而,锂金属负极在实际应用方面仍面临着严峻的挑战。由于锂金属负极在重复的循环过程中,表面能高的位点容易引起锂的不均匀沉积生长(枝晶的形成),导致电池内部短路和热失控等严重事故。近年来,通过修饰负极/隔膜界面,如复合锂负极、调整电解液组成和添加剂等方法来抑制枝晶生长,取得了一定的成效。

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德国研究人员开发高能量密度、高稳定的锂金属电池

据德国卡尔斯鲁厄理工学院近日报道,由该校与乌尔姆大学合建的乌尔姆亥姆霍兹研究所近期开发出能量密度高达560瓦时每公斤且稳定性良好的新型锂金属电池。该电池创新之处在于阴极材料和电解质:富镍的阴极实现了单位质量可以储存大量能量,离子电解液保障经过多个充电周期电池容量基本保持不变。

新材料 最前沿
新型自组装化学层可防止锂金属电池因枝晶生长而失效

宾夕法尼亚大学的一支研究团队表示,其开发的一种将锂金属掺入阳极的技术,有望将锂电池的能量密度提升到全新的水平。其最大的特点,就是可以借助“自组装层”来解决困扰研究人员已久的一个问题 —— 帮助锂金属电池保持正常的工作。此外通过将铜和石墨换成纯锂阳极,不仅能够催生10倍容量的电池、还可极大地改善充电速度。

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