期刊文献+
共找到14篇文章
< 1 >
每页显示 20 50 100
金属锂二次电池研究进展 被引量:14
1
作者 王莉 何向明 +2 位作者 蒲薇华 姜长印 万春荣 《化学进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2006年第5期641-647,共7页
本文综述了近年来金属锂二次电池的研究进展,主要包括金属锂负极的表面改性、SEI膜的形成和调制、电解质体系的改进及研发,以及电池制备工艺等,并在综述各方面进展的基础上对金属锂二次电池未来的研究方向进行了展望。
关键词 金属锂二次电池 锂负极 SEI膜
下载PDF
Nanoscale perspective: Materials designs and understandings in lithium metal anodes 被引量:14
2
作者 Dingchang Lin Yayuan Liu +1 位作者 Allen Pei Yi Cui 《Nano Research》 SCIE EI CAS CSCD 2017年第12期4003-4026,共24页
Li metal chemistry is a promising alternative with a much higher energy density than that of state-of-the-art Li-ion counterparts. However, significant challenges including safety issues and poor cyclability have seve... Li metal chemistry is a promising alternative with a much higher energy density than that of state-of-the-art Li-ion counterparts. However, significant challenges including safety issues and poor cyclability have severely impeded Li metal technology from becoming viable. In recent years, nanotechnologies have become increasingly important in materials design and fabrication for Li metal anodes, contributing to major progress in the field. In this review, we first introduce the main achievements in Li metal battery systems fulfilled by nanotechnologies, particularly regarding Li metal anode design and protection, ultrastrong separator engineering, safety monitoring, and smart functions. Next, we introduce recent studies on nanoscale Li nucleation/deposition. Finally, we discuss possible future research directions. We hope this review delivers an overall picture of the role of nanoscale approaches in the recent progress of Li metal battery technology and inspires more research in the future. 展开更多
关键词 lithium metal anodes nanoscale lithiumnucleation
原文传递
锂离子在三维骨架复合锂金属负极中的沉积规律 被引量:9
3
作者 张睿 沈馨 +1 位作者 王金福 张强 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期2688-2695,共8页
锂金属具有极高的理论比容量和极低的氧化还原电极电势,成为了新一代高比能二次电池最理想的负极材料。然而,锂金属负极其走向大规模应用仍存在诸多问题与挑战。三维骨架复合负极可以控制金属锂均匀形核,低电流密度下均匀沉积,有望推动... 锂金属具有极高的理论比容量和极低的氧化还原电极电势,成为了新一代高比能二次电池最理想的负极材料。然而,锂金属负极其走向大规模应用仍存在诸多问题与挑战。三维骨架复合负极可以控制金属锂均匀形核,低电流密度下均匀沉积,有望推动锂金属负极的实用化。为了更高效地指导锂金属负极设计和优化,采用相场理论,对三维骨架锂金属负极中比表面积对金属锂沉积过程的作用机制进行了定量分析和探究,发现了比表面积调控金属锂沉积的两阶段作用机理,并提出了基于比表面积参数的三维骨架负极设计与优化方向,从而最大程度发挥三维骨架在调控稳定金属锂负极上的积极作用。 展开更多
关键词 数学模拟 电化学 纳米材料 相场 锂金属电池 锂金属负极
下载PDF
PIM-1 as an artificial solid electrolyte interphase for stable lithium metal anode in high-performance batteries 被引量:6
4
作者 Qiuli Yang Wenli Li +7 位作者 Chen Dong Yuyan Ma Yuxin Yin Qibing Wu Zhitao Xu Wei Ma Cheng Fan Kening Sun 《Journal of Energy Chemistry》 SCIE EI CAS CSCD 2020年第3期83-90,共8页
Lithium metal anode is a promising electrode with high theoretical specific capacity and low electrode potential.However,its unstable interface and low Coulombic efficiency,resulting from the dendritic growth of lithi... Lithium metal anode is a promising electrode with high theoretical specific capacity and low electrode potential.However,its unstable interface and low Coulombic efficiency,resulting from the dendritic growth of lithium,limits its commercial application.PIM-1(PIM:polymer of intrinsic microporosity),which is a polymer with abundant micropores,exhibits high rigidity and flexibility with contorted spirocenters in the backbone,and is an ideal candidate for artificial solid electrolyte interphases(SEI).In this work,a PIM-1 membrane was synthesized and fabricated as a protective membrane on the surface of an electrode to facilitate the uniform flux of Li ions and act as a stable interface for the lithium plating/stripping process.Nodule-like lithium with rounded edges was observed under the PIM-1 membrane.The Li@PIM-1 electrode delivered a high average Coulombic efficiency(99.7%),excellent cyclability(80%capacity retention rate after 600 cycles at 1 C),and superior rate capability(125.3 m Ah g-1 at 10 C).Electrochemical impedance spectrum(EIS)showed that the PIM-1 membrane could lower the diffusion rate of Li+significantly and change the rate-determining step from charge transfer to Li+diffusion.Thus,the PIM-1 membrane is proven to act as an artificial SEI to facilitate uniform and stable deposition of lithium,in favor of obtaining a compact and dense Li-plating pattern.This work extends the application of PIMs in the field of lithium batteries and provides ideas for the construction of artificial SEI. 展开更多
关键词 lithium metal anodes Artificial solid ELECTROLYTE INTERPHASE PIM-1 Diffusion-limited
下载PDF
柔性锂金属电池用无枝晶生长的碳基复合锂电极 被引量:6
5
作者 陈筱薷 张睿 +1 位作者 程新兵 张强 《新型炭材料》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期600-604,共5页
柔性储能器件是推动柔性电子器件持续发展的关键动力,也是展示储能技术的高端平台。金属锂负极具有极高的比容量、最低的还原电势以及优异的机械柔性,是高比能二次电池最有前景的负极材料。然而,采用金属锂构筑柔性的锂金属电池易在负... 柔性储能器件是推动柔性电子器件持续发展的关键动力,也是展示储能技术的高端平台。金属锂负极具有极高的比容量、最低的还原电势以及优异的机械柔性,是高比能二次电池最有前景的负极材料。然而,采用金属锂构筑柔性的锂金属电池易在负极侧产生锂枝晶,带来电池安全隐患和较低的循环寿命,阻碍锂金属电池的实际应用。本文采用石墨烯和金属锂复合形核柔性复合电极,通过碳骨架中引入的杂原子诱导金属锂均匀成核,实现负极侧无枝晶生长,并展示了其在柔性高比能锂金属电池中的应用。 展开更多
关键词 柔性电池 锂金属负极 锂枝晶 石墨烯复合电极 能源材料
下载PDF
金属锂电池中力-电化学机制研究进展 被引量:4
6
作者 沈馨 张睿 +7 位作者 赵辰孜 武鹏 张羽彤 张俊东 范丽珍 刘全兵 陈爱兵 张强 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第9期2781-2797,共17页
以金属锂作为负极的金属锂电池具有极高的能量密度,有望成为下一代高比能量二次电池。然而,在充放电过程中,金属锂负极的相变转化机制、枝晶状形貌沉积特性使得电池具有巨大且极不均匀的内部体积变化。因此,相比于插层机制的锂离子电池... 以金属锂作为负极的金属锂电池具有极高的能量密度,有望成为下一代高比能量二次电池。然而,在充放电过程中,金属锂负极的相变转化机制、枝晶状形貌沉积特性使得电池具有巨大且极不均匀的内部体积变化。因此,相比于插层机制的锂离子电池,金属锂电池面临着锂枝晶生长、锂枝晶断裂与粉化、固体电解质(SEI)膜破裂、电解质/隔膜机械失效等更为严重的力-电化学相关问题。本文首先总结金属锂的弹性、塑性与黏性力学特性,并着重介绍了电沉积锂展现的尺寸效应,随后综述了金属锂电池环境中的力-电化学机制研究进展。针对液态电解质环境,介绍了应力驱动下的锂枝晶生长机制、界面(金属锂与SEI、负极与隔膜、金属锂与集流体)相互作用机制以及外压力调控机制。针对固态电解质环境,介绍了固-固界面接触带来的离子输运影响以及电解质体相/晶界/孔隙与金属锂之间的相互作用机制。最后,对当前金属锂电池中的力-电化学机制研究进行了总结并对未来发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 金属锂电池 金属锂负极 锂枝晶 力学 电化学
下载PDF
基于氟化金属-有机框架材料的功能化隔膜设计及其在锂金属电池中的应用
7
作者 李迪雄 肖迎波 《材料研究与应用》 CAS 2024年第6期985-991,共7页
开发高能量密度的锂电池是满足先进储能系统需求日益增长的关键。锂金属电池因理论比容量高而备受关注,但不均匀的锂离子通量和锂枝晶等问题限制了其进一步应用。因此,采用氟化金属-有机框架材料(Metal-organic frameworks,MOFs)修饰聚... 开发高能量密度的锂电池是满足先进储能系统需求日益增长的关键。锂金属电池因理论比容量高而备受关注,但不均匀的锂离子通量和锂枝晶等问题限制了其进一步应用。因此,采用氟化金属-有机框架材料(Metal-organic frameworks,MOFs)修饰聚丙烯(Polypropylene,PP)隔膜的新策略来克服上述挑战。通过合成氟化金属-有机框架材料,并将其涂覆在PP隔膜表面,成功制备出基于氟化金属-有机框架材料的功能化隔膜(MOF-4F@PP)。MOF-4F的电负性纳米孔道和均一多孔结构可限制溶液中阴离子的移动,并加速锂离子的传输。实验结果表明,相比于未改性的PP隔膜,MOF-4F@PP隔膜具有优异的电解液润湿性、高的离子电导率(0.96 mS·cm^(-1))和锂离子迁移数(0.62)。所以,MOF-4F@PP隔膜能实现更均匀的锂离子通量,形成更稳定的界面层,有效抑制锂枝晶的生长。电化学性能研究进一步表明,使用MOF-4F@PP隔膜组装的Li//Cu和Li//Li电池的循环寿命显著提升,实现了超过1 000 h的循环。MOF-4F@PP隔膜在锂沉积/剥离过程中展现出优异的稳定性,为锂金属电池的长期运行提供了可靠的保障。此外,采用MOF-4F@PP隔膜组装的Li//LiFePO_(4)电池也呈现出优异的倍率和循环性能,在1 C下经过200次循环后放电容量仍高达125 mAh·g^(-1)。结果表明,氟化金属-有机框架材料的功能化隔膜对调控离子的传输起到了至关重要的作用,为提升锂金属电池性能提供了新的途径和可能性。 展开更多
关键词 氟化金属-有机框架材料 聚丙烯 功能化隔膜 枝晶 锂金属负极 锂金属电池 多孔结构 离子传输
下载PDF
生物质炭材料在金属锂负极中的应用 被引量:3
8
作者 刘奥 刘铁峰 +5 位作者 袁华栋 王垚 刘育京 罗剑敏 佴建威 陶新永 《新型炭材料(中英文)》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期658-674,共17页
金属锂具有超高理论容量和最低还原电位,被认为是高能量密度电池负极材料的“圣杯”。然而,由于金属锂无宿主、锂枝晶不可控生长、固态电解质界面膜(SEI膜)不稳定以及“死锂”累积等一系列问题,严重制约着金属锂负极的实用化进程。生物... 金属锂具有超高理论容量和最低还原电位,被认为是高能量密度电池负极材料的“圣杯”。然而,由于金属锂无宿主、锂枝晶不可控生长、固态电解质界面膜(SEI膜)不稳定以及“死锂”累积等一系列问题,严重制约着金属锂负极的实用化进程。生物质炭材料具有高机械强度、高导电性、高比表面积和良好的化学稳定性等特性,是金属锂宿主材料的理想候选者之一。本文综述了近年来利用生物质炭材料构建金属锂沉积骨架的研究进展。通过讨论生物质炭材料的结构、孔隙大小、孔隙率及亲锂基团修饰等对抑制金属锂枝晶生长,构筑循环稳定金属锂负极的影响,总结生物质炭材料的合理设计和应用,提出了生物质炭材料未来发展的趋势以及所面临的挑战。 展开更多
关键词 锂金属负极 生物质炭材料 SEI膜 锂枝晶
下载PDF
MXene基纳米材料在高性能金属锂负极应用中的研究进展
9
作者 杨佳璐 钱越 +6 位作者 王可 袁华栋 佴建威 刘育京 王垚 罗剑敏 陶新永 《新型炭材料(中英文)》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期659-677,共19页
锂金属负极由于其具有高的理论容量和低的电化学电势,被认为是高能量密度可充电电池中最具吸引力和前景的负极。然而,其在镀/脱锂过程中,锂枝晶的不可控生长导致了电极的快速退化和严重的安全问题,严重阻碍了其实际应用。为了解决这些问... 锂金属负极由于其具有高的理论容量和低的电化学电势,被认为是高能量密度可充电电池中最具吸引力和前景的负极。然而,其在镀/脱锂过程中,锂枝晶的不可控生长导致了电极的快速退化和严重的安全问题,严重阻碍了其实际应用。为了解决这些问题,使用具有高电导率、优异机械性能和丰富表面官能团的二维过渡金属碳化物/氮化物(MXenes)来诱导锂均匀成核并缓解体积变化,最终抑制锂枝晶的形成。本文综述了用于金属锂负极的MXene基纳米材料的最新进展。首先介绍了金属锂负极的技术挑战。然后从三个方面总结了MXene基纳米材料用于抑制锂枝晶生长和构建稳定金属锂负极的设计和使用:(1)使用结构化负极,如MXene/锂负极、MXene/金属/锂负极、MXene/碳/锂负极、MXene/氧化物/锂负极等;(2)构建人工SEI膜;(3)修饰电解液成分。最后,简要讨论了MXene基纳米材料在下一代锂金属电池应用中的挑战和前景。 展开更多
关键词 锂金属负极 MXene 枝晶 锂金属电池
下载PDF
二次电池中金属锂负极沉脱机理研究进展 被引量:1
10
作者 张睿 沈馨 +3 位作者 袁洪 程新兵 黄佳琦 张强 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期6144-6160,共17页
金属锂负极是下一代高比能二次电池备受关注的负极材料,以金属锂为负极的锂金属电池具备极高的理论能量密度,但其仍存在充放电循环效率低、电池寿命短等问题。要实现高能量密度高安全性的锂金属电池的合理设计和优化,需要对金属锂负极... 金属锂负极是下一代高比能二次电池备受关注的负极材料,以金属锂为负极的锂金属电池具备极高的理论能量密度,但其仍存在充放电循环效率低、电池寿命短等问题。要实现高能量密度高安全性的锂金属电池的合理设计和优化,需要对金属锂负极中锂金属沉积脱出过程的离子输运、电子输运、界面反应等机制机理有清晰的认识。本文针对金属锂负极中存在的枝晶生长、死锂形成、固体电解质界面膜作用等机理问题,综述了研究者们在其沉脱机理的模型与理论计算、实验研究等方面做出的诸多研究进展,为锂金属电池的合理设计提供了更全面的机理认识。 展开更多
关键词 电化学 枝晶生长 相场理论 锂金属电池 金属锂负极
下载PDF
用于高性能金属锂电池的炭材料维度化设计
11
作者 张兴豪 谢挺 +1 位作者 孔德斌 智林杰 《新型炭材料(中英文)》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期583-598,共16页
为发展下一代高性能电池,具有超高比容量(3860 mAh g^(-1))和低氧化还原电位(相对于标准氢电极(SHE)-3.04 V)的金属锂负极已成为广泛研究的热点。然而,不可控的枝晶生长、较低的库伦效率和巨大的体积形变等问题严重阻碍了金属锂负极的... 为发展下一代高性能电池,具有超高比容量(3860 mAh g^(-1))和低氧化还原电位(相对于标准氢电极(SHE)-3.04 V)的金属锂负极已成为广泛研究的热点。然而,不可控的枝晶生长、较低的库伦效率和巨大的体积形变等问题严重阻碍了金属锂负极的商业化应用进程。炭材料由于具有高电子迁移率、稳定的电化学性能、可调节的物理化学性质以及质量轻等特点,被认为是克服这些问题非常有前景的一种金属锂宿主/载体材料。基于此,作者讨论了炭宿主/载体调控和设计方面取得的最新进展,并基于炭材料单元维度变化,总结和讨论碳宿主/载体的锂亲和性改性策略及炭材料单元维度变化和锂亲和性调控与电化学性能的关系。最后,面向实用化可充电金属锂电池,提出高性能炭宿主/载体合理构建的发展方向和前景。 展开更多
关键词 炭材料 金属锂负极 倍率性能 循环寿命 锂枝晶生长
下载PDF
揭示金属锂负极电化学行为的影响因素:电子转移和锂离子输运
12
作者 张梦天 曲浩天 周光敏 《新型炭材料(中英文)》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期776-786,共11页
锂金属负极被认为是下一代储能电池中最有应用前景的负极材料。然而,严重的且无法避免的锂枝晶生长和潜在的安全隐患阻碍了其实际应用的发展。结构化碳基集流体负极结构能改善锂离子的输运,还能减缓电子转移的速度,同时已被证明能有效... 锂金属负极被认为是下一代储能电池中最有应用前景的负极材料。然而,严重的且无法避免的锂枝晶生长和潜在的安全隐患阻碍了其实际应用的发展。结构化碳基集流体负极结构能改善锂离子的输运,还能减缓电子转移的速度,同时已被证明能有效地抑制锂枝晶生长,但仍需更深入地理解基本的电化学原理来研究电荷转移和离子输运的协同作用。本文模拟并量化了控制锂离子电化学行为的两个关键过程,即电子转移和锂离子输运因素。通过有限元法可视化了三维电池模型(锂//电解液//锂)中的局部沉积速率,过电位以及锂离子浓度,揭示了锂离子输运速度和电子转移之间的竞争关系。当电子转移相对较慢时,负极表面附近有足够的锂离子可以发生反应,锂负极的沉积行为则由电子转移控制。然而,在锂离子的输运速率低于电子转移速率的情况下,负极表面的锂离子将会持续消耗,出现锂离子耗尽的情况,锂离子输运将主导锂负极的沉积过程,最终导致锂枝晶形貌。因此,在快充条件下和实际应用中,降低锂负极的反应活性和加速锂离子输运是获得锂金属负极均匀沉积形貌的关键。 展开更多
关键词 金属锂负极 有限元法 电子转移 锂离子输运
下载PDF
复合金属锂负极的定量模型新进展 被引量:2
13
作者 李凌萱 王子轩 +5 位作者 赵辰孜 张睿 卢洋 黄佳琦 陈爱兵 张强 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第7期2059-2078,共20页
锂金属具有极高的比容量和极低的氧化还原电极电势,是二次电池领域最核心的能源材料之一。然而,金属锂负极面临着体积膨胀和不均匀锂沉积等挑战。在金属锂负极中引入三维骨架构建复合锂负极,是缓解体积膨胀、调控锂沉积的有效方法。复... 锂金属具有极高的比容量和极低的氧化还原电极电势,是二次电池领域最核心的能源材料之一。然而,金属锂负极面临着体积膨胀和不均匀锂沉积等挑战。在金属锂负极中引入三维骨架构建复合锂负极,是缓解体积膨胀、调控锂沉积的有效方法。复合金属锂负极成分和结构复杂,影响电化学反应的因素强耦合。随着物理化学模型进步和计算水平的大规模提升,采用数值模型分析可以有效研究复合锂负极中的物理化学机制。本文首先总结了复合金属锂负极中发生的核心过程机理,回顾了物理化学模型的发展进程。随后介绍了复合锂负极表面电场、离子场等电化学传质过程的定量模型,综述了基于相场模型或有限元模型对锂沉积形貌动态演变机制分析和调控策略的进展,最后从力-电化学场的角度分析了复合锂负极在循环过程中的结构稳定性。这些定量模型工作揭示了锂负极的电化学原理,推动了复合锂负极的高效筛选和优化设计。 展开更多
关键词 锂金属电池 复合金属锂负极 理论模拟 传质过程 形貌演变
下载PDF
全固态金属锂电池负极界面问题及解决策略 被引量:5
14
作者 余启鹏 刘琦 +1 位作者 王自强 李宝华 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第22期199-217,共19页
全固态金属锂电池有望提高当前商用锂离子电池的安全性及能量密度,被广泛认为是下一代电池的重要研发方向.其中的负极-电解质界面与电池性能紧密相连.本文将该界面存在的问题划分为静态及动态两方面,静态问题包括化学不稳定及物理接触差... 全固态金属锂电池有望提高当前商用锂离子电池的安全性及能量密度,被广泛认为是下一代电池的重要研发方向.其中的负极-电解质界面与电池性能紧密相连.本文将该界面存在的问题划分为静态及动态两方面,静态问题包括化学不稳定及物理接触差,体现在电池循环前的巨大阻抗,动态问题包括枝晶生长及孔洞形成,体现在电池循环过程性能的快速衰退.本文就静态及动态问题的起因及其解决策略进行分析,并对高性能全固态金属锂电池的设计策略作出展望. 展开更多
关键词 固态电解质 金属锂负极 固态电池 电极-电解质界面
下载PDF
上一页 1 下一页 到第
使用帮助 返回顶部