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阳极界面修饰对钙钛矿太阳能电池性能的影响 被引量：9
1
作者 刘大超 崔运超 +2 位作者 李光 李晓苇 杨少鹏 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期197-204,共8页
采用在聚(3,4-乙撑二氧噻吩)∶聚苯乙烯磺酸(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)∶Poly(styrenesulfonate),PEDOT∶PSS)阳极界面层上直接旋涂二甲基亚砜(Dimethyl Sulfoxide,DMSO)的方法,对PEDOT∶PSS薄膜进行修饰,以提高所制得的钙钛矿... 采用在聚(3,4-乙撑二氧噻吩)∶聚苯乙烯磺酸(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)∶Poly(styrenesulfonate),PEDOT∶PSS)阳极界面层上直接旋涂二甲基亚砜(Dimethyl Sulfoxide,DMSO)的方法,对PEDOT∶PSS薄膜进行修饰,以提高所制得的钙钛矿太阳能电池器件性能.在5000rpm转速条件下旋涂DMSO后,器件的能量转换效率达到11.43%,与PEDOT∶PSS阳极界面层未做任何修饰的器件相比,效率提高了29.15%.测试表征了修饰前后PEDOT∶PSS薄膜的透光性、表面形貌、电导率、器件的外量子效率曲线以及器件在光照和暗态下的J-V特性曲线,分析了器件性能提高的原因.结果表明:经过修饰的PEDOT∶PSS薄膜导电性显著增强,从而更加有利于器件阳极对空穴的抽取和收集;较未修饰时,器件的短路电流密度得到了大幅度提升,进而使得器件获得更高的能量转换效率. 展开更多
关键词 钙钛矿太阳能电池 PEDOT:PSS 阳极界面层 电导率 能量转换效率
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钠金属负极人工界面保护层的研究进展 被引量：1
2
作者 余永诗 夏先明 +5 位作者 黄弘扬 姚雨 芮先宏 钟国彬 苏伟 余彦 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1380-1391,共12页
钠金属负极由于其高的比容量、低的氧化还原电位以及资源优势被认为是钠电池极佳的负极材料。然而,不稳定的固体电解质界面(SEI)以及钠枝晶生长问题严重阻碍了其实际应用。因此,采用适当的保护策略实现钠金属负极稳定及高效循环是非常... 钠金属负极由于其高的比容量、低的氧化还原电位以及资源优势被认为是钠电池极佳的负极材料。然而,不稳定的固体电解质界面(SEI)以及钠枝晶生长问题严重阻碍了其实际应用。因此,采用适当的保护策略实现钠金属负极稳定及高效循环是非常必要的。通常在钠金属负极表面构建人工界面层不仅可以有效实现钠均匀沉积/剥离,而且可有效缓解钠金属负极在电化学过程中的体积变化以及抑制钠枝晶生长。为此,该综述归纳总结了人工界面层策略改善钠金属负极的研究进展。首先讨论了自发形成的SEI膜的基本性质,其存在稳定性差、韧性差、机械强度低等问题。针对此,提出构建无机、有机和无机-有机复合人工界面层保护钠金属负极,实现无枝晶钠沉积/剥离。含钠无机材料通常具有高剪切模量、耐腐蚀、结构稳定、高离子电导率等优点,但脆性大;有机材料通常具有结构可设计性、官能团多样性以及高机械韧性特点,但稳定性较弱;无机-有机复合保护膜结合了上述两者的优势,可构建综合性能优异的人工界面层。文中详细阐述了这三种人工界面膜的实施方法与改性效果。最后,建议对人工界面膜持续优化以及采用先进表征技术、理论计算和模拟等深入研究界面稳定性机理。 展开更多
关键词 钠金属负极 钠枝晶 固体电解质界面 人工界面层
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基于LLZTO@Ag复合层负极改性的硫化物全固态锂电池及其性能 被引量：1
3
作者 李凡群 孙振 +3 位作者 訚硕 刘丝靓 张宗良 刘芳洋 《工程科学学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第11期1928-1938,共11页
硫化物全固态锂金属电池以其高比能和高安全性得到了越来越多的关注,但是电解质与正负极极材料之间严重的界面问题仍然限制其进一步发展.为解决Li_(6)PS5Cl固态电解质对金属锂不稳定的难点,许多工作提出引入合金负极、引入中间界面层以... 硫化物全固态锂金属电池以其高比能和高安全性得到了越来越多的关注,但是电解质与正负极极材料之间严重的界面问题仍然限制其进一步发展.为解决Li_(6)PS5Cl固态电解质对金属锂不稳定的难点,许多工作提出引入合金负极、引入中间界面层以及电解质直接改性等策略,但是都和实际应用存在一定的差距.考虑到石榴石氧化物固态电解质Li_(6.4)La_(3)Zr_(1.4)Ta_(0.6)O_(12)(LLZTO)具有较高的锂离子电导率和极好的材料稳定性,而Ag金属具有良好的导锂性,因此创新性地提出采用LLZTO与Ag的复合界面层来解决Li6PS5Cl全固态电池的金属负极界面问题,提高全电池的循环稳定性.研究了LLZTO和Ag简单分散复合、均匀分散包覆复合以及纳米球磨复合等不同组成的LLZTO–Ag复合界面层方式对Li6PS5Cl全固态锂金属电池负极界面的改善作用,并探究了优化后的全固态电池的电化学性能.结果表明,纳米球磨复合得到的LLZTO@Ag复合界面层能有效阻止锂枝晶生长和电池短路.在最佳工艺下,全固态锂金属电池的0.1C首圈效率为77.5%,放电比容量为187.3 mA·h·g^(-1),经0.3C循环100圈后容量保持率为81.7%. 展开更多
关键词 固态电解质 锂负极 复合界面层 Li_(6)PS5Cl 性能提升
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高表面能氟化层提高锂金属负极稳定性的研究
4
作者 郭益均 王龙 +2 位作者 郑敏 张成钰 王璐 《合成材料老化与应用》 CAS 2023年第5期47-50,共4页
随着人们日益增长的对高性能可充电电池的迫切需求,需要寻找并开发新的技术来解决锂金属电极稳定性不足的问题。该研究开发了一种简单的表面氟化工艺,通过利用氟化物[双(2-甲氧基乙基)胺]三氟化硫作为前驱体,在锂金属表面形成均匀和致密... 随着人们日益增长的对高性能可充电电池的迫切需求,需要寻找并开发新的技术来解决锂金属电极稳定性不足的问题。该研究开发了一种简单的表面氟化工艺,通过利用氟化物[双(2-甲氧基乙基)胺]三氟化硫作为前驱体,在锂金属表面形成均匀和致密的LiF层。结晶性LiF层提供了必要的化学稳定性和机械强度,减少了锂金属与碳酸盐电解质的腐蚀反应,同时LiF/Li界面的高表面能可以促进锂离子快速且均匀地运输并抑制锂枝晶的生长,使得被保护的锂金属电极(LiF@Li)可以稳定循环900h,极大提升了LiF@Li||LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)全电池的循环性能和库伦效率(200个周期后73.9%的容量保持率,平均库伦效率为99.75%)。 展开更多
关键词 锂金属负极 固态电解质中间相 氟化层 锂电池
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二氧化碳修饰天然石墨锂离子阳极 被引量：3
5
作者 王晓峰 时悦春 谢剑 《电池》 CAS CSCD 1994年第1期8-10,共3页
本文以天然石墨做锂离子蓄电池阳极材料,通过CO_2气体修饰,改善SEI膜状态,使电极放电容量达200mAh/g左右,循环充放电次数超过90次(继续中)。
关键词 锂离子阳极 天然石墨 二氧化碳
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基于聚苯乙烯磺酸的锂金属负极界面保护层的设计 被引量：1
6
作者 李威 罗飘 +1 位作者 黄廉湛 崔志明 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期192-200,共9页
将聚苯乙烯磺酸(PSS)进行锂化处理后,涂覆在锂箔表面,在锂金属表面构筑一层均匀的聚苯乙烯磺酸锂(PSSLi)界面保护层,形成PSSLi@Li复合电极.通过红外光谱(FTIR)、电化学阻抗谱(EIS)、电池性能分析和有限元多物理场仿真模拟等方法,对该复... 将聚苯乙烯磺酸(PSS)进行锂化处理后,涂覆在锂箔表面,在锂金属表面构筑一层均匀的聚苯乙烯磺酸锂(PSSLi)界面保护层,形成PSSLi@Li复合电极.通过红外光谱(FTIR)、电化学阻抗谱(EIS)、电池性能分析和有限元多物理场仿真模拟等方法,对该复合电极进行了结构和性能研究.结果表明,PSSLi界面保护层能有效地避免电解液与锂金属的直接接触,抑制了“死锂”和锂枝晶的生成.聚苯乙烯磺酸锂具有整齐排布的磺酸基团,为锂离子提供了稳定的传输通道,能够均匀化锂离子的迁移速率,调节锂离子在电极表面的浓度分布,并实现均匀的锂金属沉积/剥离.电化学实验数据表明,将该PSSLi界面层涂覆在铜箔表面进行库仑效率测试,循环350次实验后仍然能够保持在99.5%以上;利用PSSLi@Li复合电极组装形成的对称电池,在1 mA/cm^(2)的电流密度、1 mA·h/cm^(2)的面积容量下,能够稳定循环1200 h以上;PSSLi@Li与磷酸铁锂正极材料组装的全电池,在1C倍率下循环500次后,仍具有115 mA·h/g的容量,容量保持率可达81%以上;在8C的高倍率下,该电池的容量可达到105 mA·h/g. 展开更多
关键词 锂金属负极 界面保护层 聚苯乙烯磺酸锂 快离子传输 锂枝晶
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利用原位氟化保护层改善三维锡锂合金/碳纸负极贫电解液下性能 被引量：2
7
作者 王志达 冯元宬 +3 位作者 卢松涛 王锐 秦伟 吴晓宏 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2021年第2期1-7,共7页
金属锂具有最高的理论比容量(3860 mAh·g^(−1))和最低的还原电势(−3.04 V),是新型高能量密度电池负极材料的最佳选择之一。然而由于金属锂负极表面自发生成的固态电解质界面(SEI)十分不稳定,导致锂枝晶的产生和电池容量快速衰减,... 金属锂具有最高的理论比容量(3860 mAh·g^(−1))和最低的还原电势(−3.04 V),是新型高能量密度电池负极材料的最佳选择之一。然而由于金属锂负极表面自发生成的固态电解质界面(SEI)十分不稳定,导致锂枝晶的产生和电池容量快速衰减,严重限制了锂金属电池的商业化应用。因此,本工作利用碳酸双(2,2,2-三氟乙基)酯(DTFEC)添加剂在三维锡锂合金/碳纸负极(SnLi/Cp)表面原位构筑了高机械强度和离子穿透性的含氟化物(LiF和SnF2)保护层,有效地改善了锂负极的倍率性能和循环稳定性。结果显示,SnLi/Cp对称电池在8 mA·cm^(−2)的电流密度下经过100次循环后过电位仅为90 mV。当将电解液降低到12μL(1.5μL·(mAh)−1)时,在5 mA·cm^(−2)的电流密度下对称电池仍具有优异的稳定性;SnLi/Cp||NMC811电池在1C(1.5 mA·cm^(−2))条件下能稳定循环300圈以上,库伦效率高达98.1%。这种方法能够显著改善锂金属负极的循环稳定性,有助于实现高能量密度锂金属电池的实际应用。 展开更多
关键词 三维锂合金 固态电解质界面 添加剂 氟化保护层 贫电解液
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基于双阳极界面修饰层有机太阳能电池研究 被引量：1
8
作者 申思 石景龙 康博南 《吉林大学学报（信息科学版）》 CAS 2019年第3期315-321,共7页
为提高有机太阳能电池的能量转换效率,提出一种基于双阳极界面修饰层的有机太阳能电池优化方案。该方法主要采用四氟乙烯(PTFE:Polytetrafluoroethylene)和五氧化二钒(V_2O_5:Vanadiumpentoxide)作为阳极界面修饰层,制备了器件结构为ITO... 为提高有机太阳能电池的能量转换效率,提出一种基于双阳极界面修饰层的有机太阳能电池优化方案。该方法主要采用四氟乙烯(PTFE:Polytetrafluoroethylene)和五氧化二钒(V_2O_5:Vanadiumpentoxide)作为阳极界面修饰层,制备了器件结构为ITO/PTFE/V_2O_5/PCDTBT∶PC71BM/Li F/Al的有机太阳能电池。测试结果表明,引入PTFE/V_2O_5双阳极界面修饰层的有机太阳能电池的能量转化效率最高可达6. 52%。相比于V_2O_5单阳极界面修饰层器件效率提高了11. 5%。测试结果证明双阳极界面修饰层的功函数与PCDTBT材料的HOMO能级更加匹配,有利于空穴的传输和提取。同时,PTFE/V_2O_5改善了氧化铟锡(ITO)表面形貌,减少界面缺陷,抑制了界面处载流子的复合。 展开更多
关键词 有机太阳能电池 阳极界面修饰层 聚四氟乙烯 五氧化二钒 光生载流子
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