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无负极锂金属电池的挑战与发展
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作者 孙培凇 郭玉香 +2 位作者 罗大为 程化 丁志玉 《电源技术》 CAS 北大核心 2024年第8期1408-1419,共12页
无负极锂金属电池因极高的理论容量、能量密度和低成本的优势成为学术热点。但由于铜箔的疏锂性和金属锂的高活性,导致了锂沉积/剥离不均匀,从而产生锂枝晶和锂消耗过快等诸多问题,限制了实际应用。对无负极锂金属电池的优势、挑战以及... 无负极锂金属电池因极高的理论容量、能量密度和低成本的优势成为学术热点。但由于铜箔的疏锂性和金属锂的高活性,导致了锂沉积/剥离不均匀,从而产生锂枝晶和锂消耗过快等诸多问题,限制了实际应用。对无负极锂金属电池的优势、挑战以及解决方案进行了全面梳理,从修饰集流体、构筑稳定固态电解质界面(SEI)膜、引入补锂技术以及优化电解液四个改进策略进行了详细论述,并讨论了负极侧影响金属锂沉积/剥离的机制、正极额外锂源的优势以及电解液对无负极锂金属电池可逆性的影响,总结了四种策略的优缺点和未来的发展方向。 展开更多
关键词 无负极锂金属电池 负极 集流体 SEI膜 电解液
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无负极锂金属电池在局部高浓度电解液中的产气研究
2
作者 郭姿珠 张睿 +3 位作者 孙旦 王海燕 黄小兵 唐有根 《化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2024年第9期919-924,共6页
引入局部高浓电解液(LHCE)是提升金属锂负极循环稳定性的重要方法之一.虽然该类电解液在提高无负极锂金属电池(AF-LMB)循环寿命方面已有报道,但是较少有研究关注电解液的分解反应和产气情况.本工作组装了软包全电池Cu||NCM712,研究了LHC... 引入局部高浓电解液(LHCE)是提升金属锂负极循环稳定性的重要方法之一.虽然该类电解液在提高无负极锂金属电池(AF-LMB)循环寿命方面已有报道,但是较少有研究关注电解液的分解反应和产气情况.本工作组装了软包全电池Cu||NCM712,研究了LHCE电解液浓度、工作温度以及充电截止电压对AF-LMB体系产气情况的影响.结合气相色谱、Raman光谱以及电化学测试,发现锂盐浓度是影响循环寿命和产气量的显著因子,提高锂盐浓度可以减少LHCE中自由溶剂分子的数量,抑制电解液的氧化分解和电池产气. 展开更多
关键词 无负极锂金属电池 局部高浓电解液 产气分析 溶剂化结构
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黄铜集流体在无负极锂金属电池中的应用研究
3
作者 郭姿珠 张睿 +3 位作者 孙旦 王海燕 黄小兵 唐有根 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期3092-3102,共11页
虽然无负极锂金属电池(AF-LMBs)具有能量密度高、结构简单等优势,但是金属锂在负极集流体界面不可逆的沉积/剥离过程以及与电解液之间的副反应会大量消耗电池中有限的活性锂,导致电池容量迅速衰减。开发高性能的负极集流体是提升AF-LMB... 虽然无负极锂金属电池(AF-LMBs)具有能量密度高、结构简单等优势,但是金属锂在负极集流体界面不可逆的沉积/剥离过程以及与电解液之间的副反应会大量消耗电池中有限的活性锂,导致电池容量迅速衰减。开发高性能的负极集流体是提升AF-LMBs循环寿命的有效策略之一。因此,本文研究了商业黄铜箔(F-Cu-Zn)作为负极集流体在AF-LMBs中的电化学性能,并且结合多种表征技术揭示了F-Cu-Zn电极在循环过程中的结构演变。结果表明:与商业铜箔(F-Cu)相比,F-Cu-Zn含有丰富的亲锂位点,诱导金属锂均匀成核与生长,所组装的Cu-Zn||NCM712软包全电池的室温循环寿命从75次增加至117次。此外,F-Cu-Zn电极中的Zn元素会在循环过程中不断溶解,最终在电极表层形成三维多孔结构。 展开更多
关键词 无负极锂金属电池 黄铜集流体 富镍三元正极 亲锂位点
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