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浅析固态锂离子电池安全性 被引量:21
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作者 张永龙 夏会玲 +2 位作者 林久 陈少杰 许晓雄 《储能科学与技术》 CAS CSCD 2018年第6期994-1002,共9页
锂二次电池因其具有能量密度高、循环寿命长、无记忆效应、无污染等优点,使得其在便携式消费电子产品、电动汽车、能量储存等领域具有广泛的应用前景。目前,锂二次电池的能量密度和安全性是当今世界的研究热点。但对于传统液态电解质的... 锂二次电池因其具有能量密度高、循环寿命长、无记忆效应、无污染等优点,使得其在便携式消费电子产品、电动汽车、能量储存等领域具有广泛的应用前景。目前,锂二次电池的能量密度和安全性是当今世界的研究热点。但对于传统液态电解质的锂离子电池而言,尽管从材料、模组、电源管理、热管理、系统设计等各个层面均采取了多种改进措施,然而高能量密度电芯的安全性问题依然突出,热失控问题难以彻底避免。因此,为了提高锂电池的安全性,发展理论上不易燃的固态锂电池是解决锂电池安全问题的必由途径。本工作比较了传统液态锂离子电池与固态锂电池结构特征,总结了其各自优缺点,进一步深入剖析了传统液态锂离子电池安全问题产生的根本原因,提出了解决锂离子电池安全性问题的最佳方案,并通过对自主研发的系列容量固态锂(离子)电池的安全性能进行测试,证实了固态锂电池的高安全特性。 展开更多
关键词 固态锂电池 结构特征 高能量密度 原因剖析 安全性
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固态锂电池十年(2011—2021)回顾与展望 被引量:16
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作者 吴敬华 杨菁 +5 位作者 刘高瞻 王脂胭 张秩华 俞海龙 姚霞银 黄学杰 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第9期2713-2745,共33页
采用固体电解质取代液态有机电解液的固态锂电池,有望使用更高比容量的正、负极材料,从而实现更高比能量的电池体系,同时可彻底解决电池的安全性问题,符合未来二次电池发展的方向,是电动汽车和规模化储能的理想电源。为了实现兼具高比... 采用固体电解质取代液态有机电解液的固态锂电池,有望使用更高比容量的正、负极材料,从而实现更高比能量的电池体系,同时可彻底解决电池的安全性问题,符合未来二次电池发展的方向,是电动汽车和规模化储能的理想电源。为了实现兼具高比能量、高安全性、长寿命等特性的固态电池,进而推进全固态锂电池的实用化,2011—2021年间各国的科学家做了大量工作,并取得了许多突破性进展。本文以固态锂电池关键材料为出发点,回顾了2011—2021年以来固态电池的研究进展,包括锂离子固体电解质材料,电极/电解质界面调控,固态电池技术等方面,总结了现在存在的挑战及解决方案,并对该领域未来可能的发展提出了展望。 展开更多
关键词 固态锂电池 固体电解质 界面
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中国科学院高能量密度锂电池研究进展快报 被引量:10
3
作者 中国科学院'长续航动力锂电池'项目组 黄祯 冯国星 《储能科学与技术》 CAS 2016年第2期172-176,共5页
提高动力电池的能量密度将显著延长续航里程,对发展电动汽车具有重要的意义。中国科学院在2013年底部署了中国科学院战略性先导科技专项,通过合作研究,积极探索了第三代锂离子电池、固态锂电池、锂-硫电池和锂-空气电池等电池体系。其中... 提高动力电池的能量密度将显著延长续航里程,对发展电动汽车具有重要的意义。中国科学院在2013年底部署了中国科学院战略性先导科技专项,通过合作研究,积极探索了第三代锂离子电池、固态锂电池、锂-硫电池和锂-空气电池等电池体系。其中,采用纳米硅碳负极、富锂正极的24 A·h的锂离子电池单体,质量能量密度达到374 W·h/kg,体积能量密度达到577 W·h/L。8 A·h固态聚合物锂电池60℃下能量密度达到240 W·h/kg,基于无机陶瓷固态电解质的固态锂电池室温下能量密度达到240 W·h/kg。37 A·h的锂硫电池单体室温能量密度达到566 W·h/kg,50℃达到616 W·h/kg。5 A·h锂空气电池单体能量密度达到526 W·h/kg。目前这些样品电池在综合技术指标方面离实际应用还有较大的距离,需要进一步深入细致的进行基础科学与关键技术方面的研究。从长远考虑,电池能量密度的提高必然进一步增加电池安全性风险,因此不同形式的固态锂电池将是未来长续航动力锂电池的发展方向。 展开更多
关键词 锂离子电池 固态锂电池 锂-硫电池 锂-空气电池 高能量密度 电动汽车
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基于材料基因组方法的锂电池新材料开发 被引量:10
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作者 肖睿娟 李泓 陈立泉 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期286-294,共9页
近年来,在锂二次电池新材料的研发过程中逐渐建立了基于材料基因组思想的高通量计算理论工具与研究平台.在该平台上,通过将不同精度的计算方法组合,实现了基于离子输运性质的材料筛选;通过将信息学中数据挖掘算法引入高通量计算数据的分... 近年来,在锂二次电池新材料的研发过程中逐渐建立了基于材料基因组思想的高通量计算理论工具与研究平台.在该平台上,通过将不同精度的计算方法组合,实现了基于离子输运性质的材料筛选;通过将信息学中数据挖掘算法引入高通量计算数据的分析,证实了材料大数据解读的可行性.上述平台实现了在锂电池固体电解质的高通量筛选、优化和设计上进行新材料研发的示范应用,通过高通量计算筛选获得了两种可用于富锂正极包覆材料的化合物Li_2SiO_3和Li2SnO_3,有效改善了富锂正极的循环稳定性;通过对掺杂策略的高通量筛选,获得了提高固体电解质β-Li_3PS_4离子电导率和稳定性的方案;通过高通量结构预测设计了全新的氧硫化物固体电解质LiAlSO;并在零应变电极材料结构与性能的构效关系研究中进行了大数据分析的尝试,分析了零应变电极材料的设计依据.上述材料基因组方法在锂电池材料研发中的应用为在其他类型材料研发中推广这种新的研发模式提供了可能. 展开更多
关键词 材料基因组 固态锂电池 固体电解质 低应变电极
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基于一体化正极与电解质膜的高性能固态电池(英文) 被引量:9
5
作者 金锋 李静 +4 位作者 胡晨吉 董厚才 陈鹏 沈炎宾 陈立桅 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2019年第12期1399-1403,共5页
固态锂电池(SSLBs)因其高能量密度和出色的安全性而备受关注。然而,电极和电解质之间的较大的界面阻抗是阻碍SSLBs发展的关键问题之一。在这项工作中,我们通过同时静电纺丝和静电喷雾的方法制备了一体化的聚丙烯腈(PAN)电解质和LiFePO4... 固态锂电池(SSLBs)因其高能量密度和出色的安全性而备受关注。然而,电极和电解质之间的较大的界面阻抗是阻碍SSLBs发展的关键问题之一。在这项工作中,我们通过同时静电纺丝和静电喷雾的方法制备了一体化的聚丙烯腈(PAN)电解质和LiFePO4正极膜(PAN-LFP)。通过这种方法制备的PAN-LFP膜具有很好的柔性,并且正极和电解质之间是紧密接触的。把此一体化的PAN-LFP膜与锂金属负极组装成的固态Li|PAN-LFP电池,具有很小的极化和优异的界面稳定性。在0.1C的电流下固态Li|PAN-LFP电池能够放出160.8 mAh·g^-1的比容量,并且在0.2C的电流下循环500次后仍保持81%的初始容量。此外,所得的固态Li|PAN-LFP电池即使在破坏性实验中也能够正常工作(例如弯曲、剪切),显示出优异的安全性能。 展开更多
关键词 固态锂电池 界面 一体化电解质和正极膜 静电纺丝 静电喷雾
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固态锂电池用有机-无机复合电解质的研究进展
6
作者 刘聪 钟霖峰 +5 位作者 宫萧琪 柳富杰 卢江 余丁山 陈旭东 章明秋 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期1-15,共15页
相比于传统液态锂电池,固态锂电池兼具高安全性和高比能量,在学术界和工业界引起了广泛关注。发展具备优异力学性能、高离子电导率和宽电化学窗口的有机-无机复合固态电解质是开发高性能固态锂电池的有效途径之一。近年来,基于聚合物电... 相比于传统液态锂电池,固态锂电池兼具高安全性和高比能量,在学术界和工业界引起了广泛关注。发展具备优异力学性能、高离子电导率和宽电化学窗口的有机-无机复合固态电解质是开发高性能固态锂电池的有效途径之一。近年来,基于聚合物电解质与无机材料的复合型固态电解质成为了研究的热点。基于此,本文回顾了有机-无机复合固态电解质的研究进展,综述了改善固态电解质离子电导率的研究策略,梳理了有机-无机复合固态电解质在固态锂金属电池、固态锂-硫电池和固态锂-空气电池等领域的应用,并对固态锂电池用有机-无机复合固态电解质存在的挑战和未来的发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 固态锂电池 有机-无机复合电解质 固态电解质 聚合物 固态锂-硫电池 固态锂-空气电池
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PVDF基聚合物固态电解质的组成与改性研究
7
作者 张政 贾弼超 贺艳兵 《电池工业》 CAS 2024年第3期121-131,共11页
固态锂电池因其具备高能量密度、安全性好等优点而备受关注。作为固态锂电池最关键的组成部分,固态电解质(SSE)在提高固态锂电池的电化学性能方面起到至关重要的作用。聚偏二氟乙烯(PVDF)基固态聚合物电解质(SPE)具有优异的柔韧性、力... 固态锂电池因其具备高能量密度、安全性好等优点而备受关注。作为固态锂电池最关键的组成部分,固态电解质(SSE)在提高固态锂电池的电化学性能方面起到至关重要的作用。聚偏二氟乙烯(PVDF)基固态聚合物电解质(SPE)具有优异的柔韧性、力学性能以及良好的加工性能,在固态锂电池的发展中展现出巨大的应用潜力。然而,PVDF基SPE仍存在离子电导率低、结晶度高等问题。本文基于SPE的离子传输机制和目前存在的缺点,详细介绍了PVDF基SPE设计策略的最新进展,重点总结了在有机分子改性、填料的设计与改性和结构调控等方面的研究进展。此外,本文介绍了PVDF基SSE在固态锂电池体系中的应用。最后,对PVDF基SPE的未来前景进行了展望。 展开更多
关键词 固态锂电池 聚合物固态电解质 聚偏二氟乙烯 复合固态电解质
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固态锂电池电极过程的原位研究进展 被引量:7
8
作者 田建鑫 郭慧娟 +4 位作者 万静 刘桂贤 严会娟 文锐 万立骏 《化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2021年第10期1197-1213,共17页
固态锂电池(SSLBs)由于其安全性和潜在的高能量密度优势,被认为是下一代动力电池的重要发展方向.然而,目前仍存在固态电解质离子电导率低,电极/电解质界面兼容性和稳定性差等瓶颈问题.为了提高SSLBs的性能,阐明循环过程中电极、固态电... 固态锂电池(SSLBs)由于其安全性和潜在的高能量密度优势,被认为是下一代动力电池的重要发展方向.然而,目前仍存在固态电解质离子电导率低,电极/电解质界面兼容性和稳定性差等瓶颈问题.为了提高SSLBs的性能,阐明循环过程中电极、固态电解质及其界面间的动态演化是至关重要的.在过去的几十年里,各种先进原位表征技术的出现,促进了对高性能锂电池内部工作机制的理解,推动了SSLBs进一步发展.本综述系统地介绍了近几年原子力显微镜、电子显微镜、X射线显微镜等成像表征技术和拉曼光谱、X-ray基技术、中子深度分析等成分分析技术的原位研究进展.重点分析了各类表征技术在SSLBs循环过程中形貌和组分的演化,包括正极材料的相变、形变,金属锂的沉积/溶解、锂枝晶生长,固态电解质结构演化和固体电解质中间相的形成,进一步加深了对固态锂电池的理解. 展开更多
关键词 固态锂电池 电极过程 固体电解质中间相 原位技术
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固态锂电池界面优化策略的研究进展 被引量:3
9
作者 赵永智 陈晨阳 +2 位作者 刘文燚 胡伟飞 刘金平 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2023年第8期39-55,共17页
固态锂电池具有安全性好、能量密度高等优点,在新能源汽车和智能电子等领域具有广泛的应用前景。然而,由化学/电化学和物理因素引起的界面副反应与高界面阻抗问题制约了其进一步发展。先前的综述已对解决化学/电化学界面问题的方法有了... 固态锂电池具有安全性好、能量密度高等优点,在新能源汽车和智能电子等领域具有广泛的应用前景。然而,由化学/电化学和物理因素引起的界面副反应与高界面阻抗问题制约了其进一步发展。先前的综述已对解决化学/电化学界面问题的方法有了相对全面的阐述,但并未细致讨论不同结构固态电池中物理界面的影响及应对策略。本文将简要介绍化学/电化学界面问题及其解决方案;重点按结构特点将固态锂电池分为三明治结构、粉末复合结构和3D一体化结构,细致地分析不同电池结构的物理界面特点与优化策略,并对各种策略的优缺点进行比较分析;最后,对固态锂电池电极/电解质界面的未来研究方向进行展望。 展开更多
关键词 固态锂电池 界面阻抗 化学/电化学界面 物理界面 优化策略
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纳米石榴石固体电解质粉体在聚合物电解质中的均匀分散 被引量:1
10
作者 吕寒梅 陈昕 +2 位作者 孙麒富 赵宁 郭向欣 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2024年第3期46-47,共2页
固态锂电池(SSLBs)因采用金属锂负极和固体电解质,具有提高能量密度和安全性的潜质。固体电解质作为固态锂电池的关键材料,对电池性能有重要影响。其中,聚合物-石榴石型复合固态电解质因结合了聚合物电解质的易加工性以及石榴石电解质... 固态锂电池(SSLBs)因采用金属锂负极和固体电解质,具有提高能量密度和安全性的潜质。固体电解质作为固态锂电池的关键材料,对电池性能有重要影响。其中,聚合物-石榴石型复合固态电解质因结合了聚合物电解质的易加工性以及石榴石电解质的热稳定性和高离子电导率的优点,在固态电池规模化制造中具有良好的应用前景。然而,由于纳米固体电解质粉体的表面能高、与有机物的界面兼容性差,导致纳米锂镧锆氧颗粒在聚合物基体中容易发生团聚,进而导致复合电解质的离子电导率降低。本工作引入硅烷偶联剂3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)对Li_(6.4)La_(3)Zr_(1.4)Ta_(0.6)O_(12)(LLZTO)的表面进行改性,旨在改善LLZTO颗粒在溶剂和聚合物基体中的分散性。LLZTO纳米颗粒表面的羟基与GPTMS分子反应形成共价键,在颗粒表面形成一层厚度约5 nm的GPTMS修饰层。GPTMS中具有亲脂性的环氧基团,使改性后的LLZTO纳米颗粒(LLZTO@GPTMS)在有机溶剂中均匀分散。粒度分布实验表明,LLZTO纳米颗粒的分散性与溶剂的极性呈正相关。采用均匀分散的LLZTO悬浮液,制备的PEO:LLZTO复合电解质的室温离子电导率可以达到2.31×10^(-4)S·cm^(-1)。使用优化后的PEO:LLZTO@GPTMS电解质组装的锂对称电池以及以LiFePO_(4)(LFP)为正极、金属锂为负极的SSLBs均表现出更长的循环寿命。此外,GPTMS的修饰有助于LLZTO纳米颗粒在聚乙烯(Polyethylene,PE)隔膜上的均匀涂覆。采用LLZTO@GPTMS涂覆PE隔膜的LFP|Li电池比采用未修饰LLZTO涂覆PE隔膜的电池展现出更优异的循环稳定性。结果表明,GPTMS能够有效提高LLZTO纳米颗粒在有机溶剂和聚合物基质中的分散性,对其他有机-无机复合材料体系具有指导意义。 展开更多
关键词 固态锂电池 石榴石型电解质 复合固体电解质 硅烷偶联剂 纳米粉体分散
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基于氧化物固态电解质的高比能固态锂离子电池开发策略
11
作者 杨名 吴燔 李王阳 《功能材料与器件学报》 CAS 2024年第2期89-95,共7页
为满足快速发展的新能源产业与便携设备对高能量密度与高安全性电源的需求,高比能固态锂离子电池的开发成为当下的研究热点。氧化物固态电解质因高离子电导率、宽电压窗口及良好稳定性等诸多优势,被认为是实现高比能锂离子电池制备的极... 为满足快速发展的新能源产业与便携设备对高能量密度与高安全性电源的需求,高比能固态锂离子电池的开发成为当下的研究热点。氧化物固态电解质因高离子电导率、宽电压窗口及良好稳定性等诸多优势,被认为是实现高比能锂离子电池制备的极具潜力的固态电解质之一。为进一步提升氧化物固态电解质基固态锂离子电池的能量密度,需减小氧化物固态电解质的厚度并开发高压高容量的正负极材料。本文阐述了薄型氧化物固态电解质面临的主要挑战,从真空薄膜加工技术、湿化学法合成技术及复合电解质策略三方面,总结了薄型氧化物电解质在制造技术层面的最新进展。在电极材料的层面,总结了高比能固态锂电池正负极活性材料的研究现状,并针对其面临的核心问题(高电压、大比容量及高脱锂/嵌锂电位的正负极材料的开发)综述了近年来的一些重要研究成果。最后,对上述研究成果中涉及的先进技术和改进策略进行了总结,并对未来研究方向进行了展望。 展开更多
关键词 固态锂电池 高能量密度 固态电解质 氧化物 材料设计
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聚合物基复合固态电解质填料研究进展
12
作者 唐菲 王柳 《郑州大学学报(理学版)》 CAS 北大核心 2024年第3期33-40,共8页
聚合物基固态电解质具有优异的稳定性、加工性和低成本,是实现全固态锂电池的理想电解质,然而低离子电导率严重阻碍了其应用。加入无机填料,构筑聚合物基复合固态电解质是提升离子电导率的有效策略。首先,讨论了聚合物电解质的离子传导... 聚合物基固态电解质具有优异的稳定性、加工性和低成本,是实现全固态锂电池的理想电解质,然而低离子电导率严重阻碍了其应用。加入无机填料,构筑聚合物基复合固态电解质是提升离子电导率的有效策略。首先,讨论了聚合物电解质的离子传导机理及复合固态电解质组分间的协同作用。其次,从机械强度、电化学稳定窗口、离子电导率、锂离子迁移数四个方面阐述了填料的作用,并以惰性填料、活性填料、功能性填料为分类对近些年填料的研究进展进行了系统介绍,阐释了其物理化学性质对电解质性能的调控机制。最后,在总结现有研究结果的基础上,针对关键问题对未来的研究方向进行了展望。 展开更多
关键词 固态锂电池 复合聚合物电解质 填料 固态电解质
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有机-无机复合固态电解质在锂电池中的应用研究进展
13
作者 邢学奇 倪雨 +3 位作者 王泽楷 卢宏宇 姜晓霞 白宁 《硅酸盐学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期240-254,共15页
高离子导电率、宽电化学窗口、高锂离子选择性和良好机械性能的固态电解质是高性能固态电池的核心。复合固态电解质具有良好的电化学性能和优异的机械性能,是目前固态电解质研究的主要方向之一。本综述总结了复合固态电解质的组成,锂离... 高离子导电率、宽电化学窗口、高锂离子选择性和良好机械性能的固态电解质是高性能固态电池的核心。复合固态电解质具有良好的电化学性能和优异的机械性能,是目前固态电解质研究的主要方向之一。本综述总结了复合固态电解质的组成,锂离子的传输途径,重点阐述了每类复合固态电解质的制备、离子电导率和电池性能的研究进展;并探讨了复合固态电解质耐受锂金属还原性和高压正极氧化性的双层或多层结构设计。最后,概述了复合固态电解质面临的主要问题,指出高离子导电率和低界面阻抗的复合固态电解质仍是未来的主要研究内容。 展开更多
关键词 复合固态电解质 固态锂电池 填料 离子电导率 锂离子传输机理
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基于专利数据挖掘的固态锂电池关键材料分析
14
作者 周洪 辛竹琳 +2 位作者 付豪 张强 魏凤 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2386-2398,共13页
固态锂电池作为下一代高性能储能技术,其关键材料的研发对于提高固态锂电池的能量密度、稳定性和安全性至关重要。本文以全球固态锂电池专利为研究对象,基于文本挖掘方法提取和整理固态锂电池专利文献中的材料信息,通过主要材料分布和... 固态锂电池作为下一代高性能储能技术,其关键材料的研发对于提高固态锂电池的能量密度、稳定性和安全性至关重要。本文以全球固态锂电池专利为研究对象,基于文本挖掘方法提取和整理固态锂电池专利文献中的材料信息,通过主要材料分布和共现网络重点分析了固态锂电池的材料分布特点和潜在研发材料,通过机构-材料的分布和共现网络重点分析了主要研发机构的材料布局和研发重点,梳理了2021年以来固态锂电池专利中出现的新材料及其研发机构,揭示了固态锂电池材料领域的现有研究热点和未来发展趋势。研究结果显示,锂、铝、镧、磷、硫化物等材料在固态锂电池专利中占据重要地位;大部分机构围绕核心材料进行创新和合作,在材料开发和应用方面具有相似的策略;少数重要机构积极开发固态锂电池的新材料并广泛布局相关专利,对固态锂电池的材料开发、技术创新和商业化有推动作用。本文为固态锂电池材料的分析和挖掘提供了新的方法,为固态锂电池的材料研发和技术创新提供参考。 展开更多
关键词 固态锂电池 固态电解质 专利分析 关键材料 材料挖掘
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柔性硫化物固态电解质研究进展 被引量:5
15
作者 胡江奎 袁洪 +3 位作者 赵辰孜 卢洋 孙硕 黄佳琦 《硅酸盐学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期110-120,共11页
采用固态电解质的固态锂电池有望从根本上提高电池的安全性能及能量密度,被认为是最具应用前景的下一代电池技术之一。在诸多固态电解质中,硫化物固态电解质由于超高的离子电导率被认为最具实用化前景,但固态电解质膜易碎、难以加工等... 采用固态电解质的固态锂电池有望从根本上提高电池的安全性能及能量密度,被认为是最具应用前景的下一代电池技术之一。在诸多固态电解质中,硫化物固态电解质由于超高的离子电导率被认为最具实用化前景,但固态电解质膜易碎、难以加工等问题严重阻碍了其在固态电池中的应用。近年来,大量研究成果表明在固态电解质中引入柔性聚合物或柔性支撑载体等可以实现固态电解质膜的柔性化,从而可以解决固态电解质在规模化、薄膜化制备过程中脆裂问题。因此,固态电解质柔性化是推动固态电池工业化的重要解决方案之一。首先介绍了硫化物固态电解质的理化性质及发展历程,随后,总结了聚合物自支撑方法与柔性骨架支撑策略在固态电解质柔性化方面的研究进展,并分别讨论了湿法和干法工艺在硫化物固态电解质柔性化方面的技术特点和优劣,最后对未来发展趋势进行了展望,旨在进一步推动固态锂电池迈向实用化。 展开更多
关键词 硫化物电解质 固态电解质 柔性 固态锂电池
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一种锂电池用固态聚合物电解质结构与性能研究
16
作者 吴潇 张雅飞 彭顺金 《胶体与聚合物》 CAS 2024年第2期65-68,共4页
以丙烯腈(AN)为单体,聚丙二醇双甲基丙烯酸酯(PPGDMA)为交联剂制备了丁二腈(SN)增塑的塑性PAN-co-PPGDMA交联聚合物-双三氟甲基磺酰亚胺锂(Li TFSI)复合电解质poly-SN40。研究表明,poly-SN40具有较宽的电化学窗口(0-5.2 V vs Li/Li^(+)... 以丙烯腈(AN)为单体,聚丙二醇双甲基丙烯酸酯(PPGDMA)为交联剂制备了丁二腈(SN)增塑的塑性PAN-co-PPGDMA交联聚合物-双三氟甲基磺酰亚胺锂(Li TFSI)复合电解质poly-SN40。研究表明,poly-SN40具有较宽的电化学窗口(0-5.2 V vs Li/Li^(+))和较高的室温离子电导率(1.27 mS/cm);组装的锂电池Li/ploy-SN40/LiFePO4的充放电实验表明,在0.5 m A/cm^(2)的电流密度下,电池能够正常、安全地循环使用;电池在0.2 C倍率下室温循环比容量超过133.5 m Ah/g,在200次循环后容量保持率为92%,表现出98.3%的优异平均库仑效率。 展开更多
关键词 固态锂电池 聚合物电解质 丁二腈 塑性交联聚合物
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固态聚合物锂电池失效机制及其表征技术 被引量:6
17
作者 孙兴伟 王龙龙 +3 位作者 姜丰 马君 周新红 崔光磊 《储能科学与技术》 CAS CSCD 2019年第6期1024-1032,共9页
固态聚合物锂电池具有高能量密度和高安全性的优点,有望解决新能源汽车的续航里程焦虑和安全问题。但是,现有的固态聚合物锂电池存在容量衰减快、过充、产气、内短路、日历失效等电池失效问题。而且,由于聚合物电解质不耐辐照,其较强的... 固态聚合物锂电池具有高能量密度和高安全性的优点,有望解决新能源汽车的续航里程焦虑和安全问题。但是,现有的固态聚合物锂电池存在容量衰减快、过充、产气、内短路、日历失效等电池失效问题。而且,由于聚合物电解质不耐辐照,其较强的界面黏附性使得电极/电解质界面难以剥离,导致缺乏合适的表征技术深入研究固态聚合物锂电池的失效机制,这极大的限制了科学家对电池失效机制的深入理解,制约了电池失效解决方案的发展。因此,本文从锂枝晶生长、正极结构演变与机械失效、界面微结构演变和界面反应、聚合物电解质结构变化的角度出发,回顾了固态聚合物锂电池失效机制及其表征技术的研究进展,阐述了固态聚合物锂电池失效机制的研究思路。 展开更多
关键词 固态锂电池 聚合物电解质 界面 失效机制 表征技术
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考虑等效续航能力的全固态锂电池能量密度计算方法分析
18
作者 王月 韩垒 白海涛 《电子技术(上海)》 2024年第5期204-205,共2页
阐述一种全固态锂电池能量密度计算的设计,分析全固态锂电池结构,提出能量多参数控制策略。实验结果表明,对于充放电、高温和低温的工况,均能高精度计算全固态锂电池能量密度。
关键词 固态锂电池 能量密度 等效续航能力
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当前固体电解质与固态电池技术成熟度分析
19
作者 陈昕 赵宁 +1 位作者 刘桂贤 郭向欣 《电源技术》 CAS 北大核心 2024年第6期969-984,共16页
开发低成本、综合性能优异的固体电解质材料体系及其相适配的固态电池是实现新型高能量密度、高安全性锂电池的必经之路。目前,国内外研究机构在大力推进固态电池的基础研究和产业化进程,其中,氧化物固体电解质、硫化物固体电解质、卤... 开发低成本、综合性能优异的固体电解质材料体系及其相适配的固态电池是实现新型高能量密度、高安全性锂电池的必经之路。目前,国内外研究机构在大力推进固态电池的基础研究和产业化进程,其中,氧化物固体电解质、硫化物固体电解质、卤化物固体电解质和聚合物固态电解质受到关注程度最高。然而在固态电池层面,存在界面问题、循环寿命差等挑战,阻碍了产业化进程,部分企业采用固液混合电池策略进行过渡。对典型固体电解质材料及固态电池技术成熟度进行了分析,以期为行业发展提供参考。同时指出,固态电池作为一个复杂的系统,其性能不由固体电解质单一的优异特性决定,需要全面评估。 展开更多
关键词 固体电解质 固态锂电池 技术成熟度 产业化
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聚合物基电解质在低温固态锂电池中的应用与挑战
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作者 王宇豪 李志勇 郭新 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2243-2258,共16页
由于其良好的柔韧性、与电极兼容性好、易加工等特点,聚合物基电解质在固态锂电池中极具应用前景。聚合物基固态电池可在室温下稳定工作,在低温下(≤0℃),聚合物电解质离子电导率的降低和缓慢的锂离子传输动力学导致电池极化增大,放电... 由于其良好的柔韧性、与电极兼容性好、易加工等特点,聚合物基电解质在固态锂电池中极具应用前景。聚合物基固态电池可在室温下稳定工作,在低温下(≤0℃),聚合物电解质离子电导率的降低和缓慢的锂离子传输动力学导致电池极化增大,放电容量急剧衰减,且低温下枝晶生长更加严重,极大限制了固态电池在低温环境中的应用。本文通过对近期相关文献进行探讨,首先介绍了聚合物基电解质在低温下应用面临的挑战和局限,接着阐述了聚合物基电解质的离子传导机制,通过实例重点阐述了低温聚合物基电解质的设计策略及应用,包括添加无机/有机填料、引入液体塑化剂、分子结构工程等优化聚合物基电解质体相离子传导的方法,以及原位聚合和构建良好的固体电解质界面/正极电解质界面等优化聚合物基电解质和电极间界面离子传输的方法。最后,评估并展望了低温聚合物基电解质的传输机制、设计原则、制备方法的不足及创新。本文有望促进聚合物基电解质及其固态锂电池在低温下的应用。 展开更多
关键词 聚合物基电解质 低温 离子传导 固态锂电池
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