鋰離子電池

鋰離子電池（LIB）由于其高能量密度和長(zhǎng)循環(huán)性能，在電動(dòng)汽車(chē)、儲(chǔ)能電站等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。然而，這些高能量密度鋰離子電池更可能導(dǎo)致熱失控，因此，人們?cè)陔姵亟M件和電池管理系統(tǒng)的材料上進(jìn)行了許多努力，以提高鋰離子電池的安全性。隔膜是LIBs中的重要部件，因?yàn)樗鼈兏綦x高能電極以避免內(nèi)部短路，從而確保LIBs的安全工作。然而，基于聚烯烴的商用隔膜存在一些嚴(yán)重阻礙LIBs性能的缺點(diǎn)，例如高溫下的熱收縮和低電解質(zhì)潤(rùn)濕性。聚酰亞胺（PI）基隔膜因其良好的耐熱性（>300℃）、化學(xué)穩(wěn)定性和優(yōu)異的機(jī)械性…

雖然電動(dòng)汽車(chē)肯定比燃油汽車(chē)更環(huán)保，但它們的電池組仍沒(méi)有達(dá)到可回收的程度。通過(guò)更有效地從舊鋰離子電池中提取可重復(fù)使用的材料，一種新的工藝可能會(huì)有所幫助。作為英國(guó)法拉第研究所鋰離子電池回收項(xiàng)目的一部分，這項(xiàng)技術(shù)是由英國(guó)萊斯特大學(xué)和伯明翰大學(xué)的科學(xué)家開(kāi)發(fā)的。 它的目標(biāo)是有朝一日能取代現(xiàn)有的回收過(guò)程，在現(xiàn)有的回收過(guò)程中，電池通常要么被放入碎紙機(jī)要么被放入高溫反應(yīng)堆。根據(jù)法拉第研究所的說(shuō)法，這種方法不僅在物理和化學(xué)上復(fù)雜，而且它們也是能源密集型的，并且它們?cè)趶碾姵刂蝎@取可重復(fù)利用材料方面效率低下。 這項(xiàng)新…

近20年來(lái)，鋰離子電池憑借其高功率密度、長(zhǎng)壽命、低自放電等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)在電動(dòng)汽車(chē)和可移動(dòng)電子設(shè)備等領(lǐng)域獲得了大量應(yīng)用，但安全性始終是鋰離子電池面臨的最大挑戰(zhàn)，在使用中局部熱點(diǎn)（Local heat spots）的形成將造成嚴(yán)重的熱泄露和安全事故。通常認(rèn)為利用聚合物固態(tài)電解質(zhì)替換液態(tài)電解質(zhì)是保證安全的有效手段，但聚合物電解質(zhì)較低的導(dǎo)熱率也會(huì)使其形成局部熱點(diǎn)，造成內(nèi)部短路。因此在提高聚電解質(zhì)離子電導(dǎo)率的同時(shí)，如果能夠提高聚合物電解質(zhì)的熱導(dǎo)率，將會(huì)大大提高電池的性能和使用壽命。 來(lái)自美國(guó)伊利諾伊大學(xué)機(jī)械…

近日，青島大學(xué)物理科學(xué)學(xué)院青年教師李強(qiáng)、李洪森以共同一作兼共同通訊作者身份在國(guó)際頂尖期刊《Nature Materials》（《自然.材料》）在線(xiàn)發(fā)表了題為“Extra storage capacity in transition metal oxide lithium-ion batteries revealed byin situmagnetometry”的原創(chuàng)研究成果。這是青島大學(xué)首次以第一署名單位和通訊單位在《Nature Materials》發(fā)表科研論文?！禢ature Materia…

鋰離子電池（LIBs）因鋰資源的有限性而成為其在產(chǎn)業(yè)化、商品化道路上的絆腳石，阻礙鋰離子電池的應(yīng)用前景，而因鈉元素和鋰元素的相似性，鈉離子電池（SIBs）有望成為大規(guī)模應(yīng)用中的明星儲(chǔ)能材料。美中不足的是，由于缺少合適的正極，因此制約了SIBs的發(fā)展，當(dāng)前的解決方案也總是不盡人意：例如常用的正極材料石墨，因從熱力學(xué)角度無(wú)法形成Na-石墨插層化合物而無(wú)法用于以碳酸鹽為電解質(zhì)的SIBs；以醚為電解質(zhì)用于SIBs中，也有諸多缺點(diǎn)，因此尋找新正極材料很有必要。 正極選擇有講究 磷因具有高容量（2596 m…

受鋰電池工作原理的啟發(fā)，中國(guó)科學(xué)院光電技術(shù)研究所前沿科學(xué)與技術(shù)研究院與新加坡國(guó)立大學(xué)、國(guó)防科技大學(xué)的研究人員合作構(gòu)建了類(lèi)似于鋰離子電池的石墨烯插層器件。在保持石墨烯二維結(jié)構(gòu)的前提下，將鋰金屬插入石墨烯范德瓦爾斯層間，形成具有超分子結(jié)構(gòu)鋰石墨烯插層材料。鋰金屬的嵌入可以精確調(diào)控石墨烯中電子帶間、帶內(nèi)躍遷過(guò)程以及電子-聲子相互作用過(guò)程，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)石墨烯二次諧波特性可控調(diào)控。 研究人員調(diào)節(jié)石墨烯層間鋰離子的數(shù)量，實(shí)現(xiàn)了對(duì)石墨烯二次諧波信號(hào)的可控調(diào)控。與傳統(tǒng)的電場(chǎng)調(diào)控、表面摻雜等方法相比，插層調(diào)控具有調(diào)控…

鋰離子電池（LIB）在能源存儲(chǔ)領(lǐng)域獲得了巨大成功。從科學(xué)問(wèn)題和實(shí)際應(yīng)用角度，優(yōu)異性能的獲得取決于構(gòu)成電極的所有材料的性能最大化。 為此，確定特定組件對(duì)電池的影響以及它們之間的協(xié)同作用是至關(guān)重要的。近年來(lái)，關(guān)于能夠區(qū)分不同時(shí)間范圍內(nèi)限制過(guò)程的原位分析方法的開(kāi)發(fā)一直是重要的研究課題，這些方法能夠確定電池結(jié)構(gòu)變化，局部環(huán)境變化以及鋰離子脫嵌引起的材料微結(jié)構(gòu)變化。 盡管現(xiàn)有的原位技術(shù)可提供可靠和有用的信息，但高成本，苛刻實(shí)驗(yàn)環(huán)境，單一表面敏感等特點(diǎn)導(dǎo)致原位測(cè)試難以普及。電化學(xué)阻抗譜（EIS）是一種相當(dāng)簡(jiǎn)…

硅由于高的理論比容量（3579?mAh?g-1）而被認(rèn)為是最具有前景的鋰離子電池（LIBs）負(fù)極材料之一。但是硅負(fù)極材料在循環(huán)的過(guò)程中極大的體積膨脹會(huì)使其電池容量衰減迅速，阻礙了硅負(fù)極材料的進(jìn)一步應(yīng)用。高分子粘結(jié)劑的應(yīng)用能夠有效提高鋰離子電池硅負(fù)極材料的循環(huán)穩(wěn)定性，因此關(guān)于高分子粘結(jié)劑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與合成成為近幾年的研究熱點(diǎn)。壓敏膠粘劑在日常生活中發(fā)揮著重要的作用，廣泛應(yīng)用于膠粘帶、標(biāo)簽紙等。   近期，美國(guó)橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（Oak?Ridge National Laboratory）的曹鵬…

“天冷了，多穿件衣服！”小時(shí)候母親總是千叮嚀萬(wàn)囑咐。近年來(lái)，為達(dá)到提高電池穩(wěn)定性的目的，為氧化硅鋰電池負(fù)極材料加外衣提高電池壽命的研究也越來(lái)越多。最近，青島農(nóng)業(yè)大學(xué)化學(xué)與藥學(xué)院王杰和香港理工大學(xué)朱葉研究小組則在給氧化硅包裹一層碳外衣之后，再包一層碳納米顆粒增強(qiáng)型聚合物層，既保證了電極材料的導(dǎo)電性，又起到了緩沖氧化硅顆粒電池充放電過(guò)程引起的體積變化，有效提高了電池循環(huán)壽命。與以往碳包覆有著本質(zhì)區(qū)別，兩種碳層的制備都非常簡(jiǎn)單，第一碳層為酚醛樹(shù)脂經(jīng)高溫轉(zhuǎn)化的包覆層，第二聚合物層為碳納米顆粒和吡咯單體共…

目前電池行業(yè)應(yīng)用最廣泛的就是鋰離子電池了，從家電市場(chǎng)的手機(jī)、電腦、ipad，到動(dòng)力領(lǐng)域的新能源汽車(chē)、游船，再到武器裝備中用到的熱電池，鋰離子電池的身影無(wú)處不在。但是鋰離子電池由于其結(jié)構(gòu)特征及所使用的材料性質(zhì)導(dǎo)致了其不可避免的安全性問(wèn)題。比如，鋰離子電池正負(fù)極之間隔膜的強(qiáng)度及熱穩(wěn)定性不夠理想，容易導(dǎo)致電池內(nèi)部短路；較高溫度時(shí)，電池內(nèi)部會(huì)發(fā)生強(qiáng)放熱反應(yīng)導(dǎo)致鋰離子電池溫度及內(nèi)部壓力的升高；鋰離子電池的電解液及負(fù)極材料均為易燃材料等。 尤其在動(dòng)力用鋰離子電池場(chǎng)景，由于動(dòng)力領(lǐng)域所需的總電壓高、工作電流大等…