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廣州【科技】ACS Nano重磅:鋰電池負極SEI研究

發(fā)布日期:2024-08-02      瀏覽量:29492

【科技】ACS Nano重磅:鋰電池負極SEI研究

鋰離子電池中的固體電解質(zhì)界面(SEI)層是決定電池循環(huán)壽命、性能和安全性的關(guān)鍵因素。SEI層由液態(tài)電解質(zhì)的各種分解產(chǎn)物組成,其主要功能是鈍化電極表面,減少與電解質(zhì)的副反應(yīng)。然而,SEI層的確切結(jié)構(gòu)、成分和功能仍然是一個懸而未決的問題,尤其是在硅基負極中,這些負極因其較高的比容量而受到廣泛關(guān)注。

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電池安全 | 【原位固化】構(gòu)建剛-韌SEI實現(xiàn)高安全性鋰金屬電池

可充電的高能量密度鋰金屬電池由于其超高的理論比容量(3860 mAh g?1)以及更低的電化學(xué)電位,其發(fā)展對于未來的儲能電池產(chǎn)業(yè)比如電動汽車動力電池和大規(guī)模儲能電站有著重要的意義。在鋰金屬電池中,電極/電解質(zhì)界面(SEI)的構(gòu)建是穩(wěn)定鋰金屬負極運行和提高電池安全性能的關(guān)鍵,因為其能夠有效抑制負極表面副反應(yīng)并有利于鋰的穩(wěn)定沉積。據(jù)文獻報道,電解質(zhì)在低電位時會發(fā)生還原分解,其分解產(chǎn)物構(gòu)成了鋰金屬負極表面的SEI。鋰金屬電池中液態(tài)電解質(zhì)分解生成的SEI往往有疏松、機械強度低的問題,其會在電池的運行中不斷的破裂和再生,繼而不斷地消耗電池內(nèi)部有限的電解液含量并導(dǎo)致較低的庫侖效率,嚴重降低鋰金屬電池的放電容量、帶來一系列的安全問題甚至失效、起火爆炸。不穩(wěn)定的SEI層會導(dǎo)致鋰沉積的不均勻,造成惡性循環(huán),這些嚴重的安全問題嚴重阻礙了鋰金屬負極電池的發(fā)展。

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忠南國立大學(xué)Jaebeom Lee等綜述:全固態(tài)鋰硫電池商業(yè)化研究進展

鋰離子電池(LIBs)具有高的能量密度和長的循環(huán)壽命,使其成為便攜式設(shè)備和電動汽車中儲能的首選。然而,LIBs面臨著能量儲存能力低、低溫性能差以及電極的高活性和有機電解質(zhì)的易燃性導(dǎo)致的安全風(fēng)險等挑戰(zhàn),無法滿足不斷增長的需求。設(shè)計具有高離子導(dǎo)電性和在常溫下具有良好可成型性的固態(tài)電解質(zhì)(SSEs)可能是解決LIBs安全問題和提高能量密度的可行解決方案。全固態(tài)鋰硫電池(ASSLSBs)具有出色的熱穩(wěn)定性,且硫化物基固態(tài)電解質(zhì)具有較高的離子導(dǎo)電性能,并能在循環(huán)過程中保持低的界面電阻。此外,硫化物材料還具有良好的機械性能和降低的成本。然而,在基礎(chǔ)科學(xué)研究和現(xiàn)實世界實施之間存在顯著差距,這是阻礙ASSLSBs在商業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的重要障礙。

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