柔性电池的最新研究进展

柔性电池作为新型柔性电子设备的关键部件,得到越来越多的关注.近年来,柔性锂离子电池取得了实质性的发展,并在卷曲式显示器、触摸屏、可穿戴动力传感器和可植入医疗装置等方面得到应用.本文主要介绍柔性锂离子电池的发展现状,分别从集流体、电极材料和电解质三部分进行阐述,特别介绍拉伸性能的实现途径,根据其不同的结构特点,可以分为波形结构、点阵互联结构、纺织结构、折纸结构和电缆式结构,并提出将柔性材料与新型结构相结合可以促进柔性电池发展.同时,也对其他柔性电池体系,如锂硫电池、燃料电池和太阳能电池等的最新发展进行简单概述.最后,对目前柔性电池的发展过程中存在的问题进行了总结,并对其未来的发展方向与面临的挑战进行展望.     

可拉伸聚合物基复合固体电解质研究进展

未来可穿戴电子器件和系统需要柔性电池提供致密、 安全且可靠的电能源保障. 发展兼具可拉伸性和高离子电导率的固体电解质技术是实现全固态锂电池柔性化, 进而满足上述要求的关键之一. 本文综合评述了提升聚合物基复合固体电解质离子传导性能的主要机制和研究进展, 分析了在不同尺度下解耦离子传导和力学承载功能, 进而在弯折、 拉伸等形变工况下维持离子传导性能稳定的策略, 介绍了有助于推动可拉伸聚合物基复合固体电解质研究的几类先进表征技术, 并展望了未来研究工作的重点方向.     

离子液体在锂离子电池中的应用研究进展

离子液体具有蒸汽压低、热稳定性好、不易挥发、溶解能力强、环境友好、电化学稳定窗口和液程范围宽等优点,在锂离子电池领域应用前景广泛。本文按照离子液体作为电解质溶剂、与传统电解质复配或与聚合物电解质结合的应用方式,总结其对电池的安全性和热稳定性的影响,并综述了近年来离子液体在锂离子电池电解质中的应用研究进展。     

锂离子电池用凝胶聚合物电解质研究进展

凝胶聚合物电解质是制备高功率密度和高能量密度、长循环寿命的聚合物锂离子电池的重要材料之一。凝胶聚合物电解质由聚合物基体、锂盐和增塑剂等组成。本文重点论述了凝胶聚合物电解质各组成成分的相互作用以及近几年聚合物基体与增塑剂的研究进展。此外,对凝胶聚合物电解质的性能改进进行了讨论,并对凝胶聚合物电解质的应用前景进行了展望。     

新型柔性储能器件:柔性锂离子电池

柔性锂离子电池是一种新兴的锂离子电池，虽然与锂离子电池的工作原理相同，但使用柔性的集流体，因此展现出柔性，以及可弯折、可伸缩的特性，所以可以成为柔性/可穿戴器件的动力源。介绍了2种实现柔性锂离子电池的途径：一种是开发基于各种导电集流体（包括碳纳米管、石墨烯和碳布）的柔性锂离子电池；另一种是设计和构筑新型结构（包括电缆/电线型、透明型和可伸缩型）的柔性锂离子电池。     

锂离子电池有机电解液材料研究进展

综述了锂离子电池有机电解液材料的研究现状。锂离子电池有机电解液主要由电解质锂盐、有机溶剂和添加剂三个部分组成,新型电解质锂盐的研究开发可分为三个方面：（1）LiTFSI及其类似物;（2）络合硼酸锂化合物;（3）络合磷酸锂化合物。有机溶剂的研究工作主要集中在新型有机溶剂的开发上。最重要的添加剂主要有三类：（1）主要用以改善碳负极SEI膜性能的添加剂;（2）过充电保护添加剂;（3）配体添加剂。     

锂离子电池固态电解质的研究进展

和传统电解液相比,固态电解质热稳定性好,电位窗高,力学性能好且对环境友好;更重要地,由固态电解质组成的锂离子电池能量密度比传统锂离子电池更高,因而成为当前研究的热点。综述了几种主要固态电解质,包括无机固体电解质、固态聚合物电解质、凝胶电解质及复合型电解质的优势、研究进展以及面临的问题,并展望了未来固态电解质的发展趋势。     

锂离子电池用化学交联型凝胶聚合物电解质的研究进展

近年来便携式电子设备爆炸事件频发,主要是由于传统锂离子电池隔膜/电解液体系容易发生电解液泄漏以及隔膜严重热收缩导致的正负极接触短路。化学交联型凝胶聚合物电解质的出现在很大程度上改善了电池漏液的问题。同时,交联网络赋予聚合物基体优异的尺寸稳定性,大大提高了其安全性能。因此,化学交联型凝胶聚合物电解质得到了科研工作者们的广泛关注和研究。本文根据引发及制备方法的不同,综述了利用热引发、光引发、辐射引发、环氧开环加成以及溶胶-凝胶法制备的交联凝胶型聚合物电解质,并对其力学性能和电化学性能进行了介绍。     

锂离子电池液体电解质与电极相容性的研究进展

随着锂离子电池商业化的不断发展,提高电池在室温及高温下的循环性和安全性已经引起了人们的高度重视.改善电解质与电极的相容性,提高电极表面钝化膜的稳定性是提高电池综合性能的有效途径.本文介绍了在优化电解质组成以及改善电解质与电极的相容性方面的研究进展,讨论了电解质各组分在电极上的作用机理.     

锂离子电池LiBOB电解质盐研究进展

本文介绍了可用于锂离子电池的新型锂盐--双乙二酸硼酸锂（LiBOB）的基本性质,包括结构组成、合成方法、物理化学性能及其与结构的关系。综述了近年来在LiBOB新型电解质锂盐研究与探索方面的新成果,重点评价了BOB-阴离子对于石墨负极和金属氧化物正极材料表面的电化学性能。讨论了这种盐在锂离子系中杂质和安全性等问题,归纳了其优缺点,指出今后电解质锂盐的研究发展方向。     

锂离子电池凝胶聚合物电解质研究进展

使用聚合物电解质可以避免传统液态锂离子电池的漏液问题,提高电池的安全性能和能量密度,并可实现电池的薄型化、轻便化和形状可变等优点.目前,聚合物电解质的研究集中在凝胶型的复合和多孔聚合物电解质两大类.本文对各类凝胶聚合物电解质的特点、功能及研究情况逐一进行了介绍,对凝胶聚合物电解质的发展趋势进行了展望.     

锂离子电池电解液功能性添加剂设计及应用

为提高锂离子电池的电化学性能,开发适合不同电解液的功能性添加剂是重要手段之一。功能性添加剂可以在不增加电池成本的情况下,显著改变电池的电化学性能,如改善循环性能,提高可逆容量和电解液电导率。本文分别从溶剂和添加剂两方面进行系统分析,介绍了锂离子电池电解液功能性添加剂的现状与进展,并提出面临的问题。本文以功能性添加剂的不同官能团为出发点,分析其作用机理,并分类探讨了阻燃添加剂、高电压添加剂等的优缺点、应用和前景。最后对锂离子电池电解液的溶剂及其添加剂的发展进行了展望。     

正极集流体对可充镁电池电化学性能的影响

以目前常用的Chevrel相Mo₆S₈作为正极材料, 涂覆在不同集流体(不锈钢、镍、铜、钛) 上, 以镁为负极,研究了在(PhMgCl)₂-AlCl₃/四氢呋喃(简称THF)“二代”电解液中集流体对可充镁电池电化学性能的影响. 恒流放电-充电结果显示在不锈钢集流体上电池电压极化最小, 并且具有较好的循环稳定性; 镍、铜次之; 钛集流体上的极化最大, 循环稳定性也最差. 并通过对比放电-充电循环前后电极和集流体表面的微观结构, 探讨了集流体对电池性能显著影响的原因. 电解液对集流体会造成腐蚀, 不同集流体在电解液中的稳定性有差异; 正极材料涂覆在不同集流体上, 电极表面状况有差异; 负载活性材料后集流体发生腐蚀的电位有所降低, 使集流体更易受到电解液的腐蚀.     

集流体对可充镁电池电解液电化学性能的影响

系统研究了铂、镍、不锈钢(SS)、铜、铝五种金属集流体和碳纤维、石墨箔、碳布三种碳纸集流体对“一代” (Mg(AlCl₂BuEt)₂/THF)、“二代” ((PhMgCl)₂-AlCl₃/THF)可充镁电池电解液阳极氧化分解电位和镁沉积-溶出性能的影响。金属镍、不锈钢、铜、铝作为可充镁电池正极的集流体时, 充电至一定电压时自身均会发生腐蚀。其中, 镍和不锈钢可用作充电电压在2.1V(vs Mg/Mg²⁺)以下正极材料的集流体; 铜可用作充电电压在1.8V(vs Mg/Mg²⁺)以下正极材料的集流体。碳集流体比金属集流体具有更高的稳定性, 其中, 碳布作为集流体, 适用于充电电压在2.25V(vs. Mg)(对“一代”电解液)和2.95V(vs Mg/Mg²⁺)(对“二代”电解液)以下的正极材料。     

聚合物锂离子电池界面相容性的研究进展

聚合物锂离子电池作为储能装置在电子产品中具有广泛的应用前景。电极/聚合物电解质(E/P)界面相容性是影响聚合物锂离子电池电导率、安全性、机械性能的重要影响因素之一。研究E/P界面的电化学反应及形成机理,是解决相容性问题的关键。本文综述了近年来有关聚合物锂离子电池E/P界面相容性及相关研究技术的进展,并对聚合物锂离子电池界面相容性的相关研究进行了展望。     

锂离子电池凝胶聚合物电解质的研究进展

由于凝胶聚合物电解质具有较好的机械加工性能和安全性能以及较高的室温离子电导率,因而得到广泛的研究与应用。综述了聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯和聚氧化乙烯等锂离子电池凝胶聚合物电解质近几年的研究进展,主要介绍了这些凝胶聚合物电解质体系性能的优缺点以及对其改性研究的各种探索。特别是对目前研究最广泛的聚偏氟乙烯体系的改性进行了较为详细的论述。其中,添加无机纳米粒子的改性是目前的研究热点,是凝胶聚合物电解质的发展趋势,并对凝胶聚合物电解质的未来发展作了展望。     

聚合物锂离子电池界面相容性的研究进展

聚合物锂离子电池作为储能装置在电子产品中具有广泛的应用前景。电极/聚合物电解质(E/P)界面相容性是影响聚合物锂离子电池电导率、安全性、机械性能的重要影响因素之一。研究E/P界面的电化学反应及形成机理,是解决相容性问题的关键。本文综述了近年来有关聚合物锂离子电池E/P界面相容性及相关研究技术的进展,并对聚合物锂离子电池界面相容性的相关研究进行了展望。     

用于锂离子电池的聚合物电解质

本文主要依据最近5年来的相关文献，综述了锂离子电池用的聚合物电解质的研究进展。     

钠离子储能电池关键材料

钠离子电池是一种新型电化学电源,具有原材料资源丰富、成本较低、比容量和效率较高等优点,较为符合规模化储能应用要求,在提升大规模可再生能源并网接入能力、提高电能使用效率和电能质量方面具有应用潜力。在这一背景下,钠离子电池近年来引起全世界范围内的广泛关注,关键材料和相关技术研究进展迅速。本文从钠离子电池的负极材料和正极材料两方面对近年来的主要研究工作进行综述,同时简略介绍了与之匹配的电解质体系的研究进展,讨论了当前面临的主要技术关键点和难点,并尝试对我国科研和产业工作者在该领域的研究工作提出一些建议。     

稀土溴化物固态电解质材料在全固态电池中的应用研究进展北大核心CSCD

全固态锂电池具有优异的安全性能和能量密度,有望成为替代传统有机液态锂离子电池的下一代储能产品。固态电解质是决定全固态电池性能的关键材料,其中卤化物固态电解质,尤其是稀土溴化物固态电解质(RE-BSEs)材料近年来在离子电导率(高达mS/cm数量级)和电化学稳定性(1.5~3.4 V vs.Li^(+)/Li)等方面取得了一系列重要的研究进展,具有可期待的应用前景。本文通过对RE-BSEs的发展历程、研究进展、技术瓶颈、发展方向和应用前景等方面进行综述和回顾,给予研究人员在RE-BSEs的合成方法、锂离子传输机理、构效关系和材料设计等方面的参考和启发。稀土是我国乃至世界的重要战略资源,RE-BSEs材料的研究和重要成果明示了稀土元素在固态离子导体和新能源领域的重大价值,因此,做好稀土在该方面的研究工作对能源结构调整、节能减排、碳达峰和碳中和具有重大意义。