锂离子电池电解质的新型锂盐——双乙二酸硼酸锂

介绍了一种新型锂盐--双乙二酸硼酸锂(LiBOB)的基本性质及制备进展,并重点综述了其在锂电中应用的有关研究,包括基于LiBOB电解液的导电性研究,对负极材料、正极材料的稳定性研究,与其他锂盐在锂离子电池中混合使用的性能研究等.     

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。     

硼基锂盐电解质在锂离子电池中的应用

电解质材料是锂离子电池的关键材料之一,它直接影响电池的性能.新型硼酸锂盐由于种类繁多且环境友好而越来越引起人们的重视.双草酸硼酸锂(LiBOB)是一种新型的锂盐,具有很好的成膜性能和热稳定性,是一种很有潜力替代现有商品化锂盐LiPF6的物质.本文介绍了近期新型硼基锂盐的发展状况,归纳了LiBOB基电解质的研究概况,综述...     

锂离子电池LiBOB电解质盐研究

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统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.     

锂硫电池电解质研究进展

锂硫电池由于其高能量密度(理论高达2600 Wh/kg)、低成本、环境友好等优点而广受关注. 但是锂硫电池仍存在正极活性物质利用率低、循环性能差等问题. 造成这些问题的主要原因是易溶于有机电解液的中间产物聚硫锂Li₂S_n (4≤n≤8)和不溶于有机电解液的硫化锂造成的. 简要介绍了锂硫电池体系的主要问题,并结合本研究小组的研究,对锂硫电池用电解质体系从有机电解液组成、电解液添加剂、聚合物电解质和无机固体电解质等方面进行了详细的综述,最后对电解质的发展前景进行了展望.     

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.     

非水体系锂-空气电池研究进展

锂-空气电池是目前已知具有最高能量密度的二次电池,有望成为未来电动汽车的动力电源。由于其能量密度高、环境友好以及成本较低,成为广大科研工作者研究的热点,在过去二十年间与之有关的研究已经在反应机理、电极结构、催化剂及电解液等各方面都取得了很大进展,但受诸多因素限制,其实用化仍然任重道远。本文总结了近几年来非水体系锂-空气电池在反应机理、正极材料、催化剂、电解液以及锂负极等方面的最新研究进展,并在此基础上展望其未来的发展方向。     

锂及锂离子蓄电池有机溶剂研究进展

从有机溶剂对电池安全性的影响，氧化稳定性，与负极的相容性及对电解液电导率的影响四个方面，论述了锂及锂离子蓄电池有机溶剂的化学和电化学，介绍了碳酸酯类，醚类和羧酸酯类溶剂的性质与电极的相容性及在有机电解液中的应用，对含硫，硼基及胺类有机溶剂等也作了论述。     

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。     

Highly Stable Lithium Metal Batteries Enabled by Regulating the Solvation of Lithium Ions in Nonaqueous Electrolytes

Safe and rechargeable lithium metal batteries have been difficult to achieve because of the formation of lithium dendrites. Herein an emerging electrolyte based on a simple solvation strategy is proposed for highly stable lithium metal anodes in both coin and pouch cells. Fluoroethylene carbonate (FEC) and lithium nitrate (LiNO₃) were concurrently introduced into an electrolyte, thus altering the solvation sheath of lithium ions, and forming a uniform solid electrolyte interphase (SEI), with an abundance of LiF and LiN_xO_y on a working lithium metal anode with dendrite‐free lithium deposition. Ultrahigh Coulombic efficiency (99.96 %) and long lifespans (1000 cycles) were achieved when the FEC/LiNO₃ electrolyte was applied in working batteries. The solvation chemistry of electrolyte was further explored by molecular dynamics simulations and first‐principles calculations. This work provides insight into understanding the critical role of the solvation of lithium ions in forming the SEI and delivering an effective route to optimize electrolytes for safe lithium metal batteries.     

Fluorine and Lithium: Ideal Partners for High‐Performance Rechargeable Battery Electrolytes

Further enhancement in the energy densities of rechargeable lithium batteries calls for novel cell chemistry with advanced electrode materials that are compatible with suitable electrolytes without compromising the overall performance and safety, especially when considering high‐voltage applications. Significant advancements in cell chemistry based on traditional organic carbonate‐based electrolytes may be successfully achieved by introducing fluorine into the salt, solvent/cosolvent, or functional additive structure. The combination of the benefits from different constituents enables optimization of the electrolyte and battery chemistry toward specific, targeted applications. This Review aims to highlight key research activities and technical developments of fluorine‐based materials for aprotic non‐aqueous solvent‐based electrolytes and their components along with the related ongoing scientific challenges and limitations. Ionic liquid‐based electrolytes containing fluorine will not be considered in this Review.     

锂/聚合物电解质电化学固/固界面的研究

综述了聚合物锂电池中锂/聚合物电解质电化学固/固界面的研究进展。通过与锂/液体电解质体系进行比较,简要介绍了在锂/聚合物电解质界面上发生的电化学反应、锂钝化层形成及其对界面反应的影响,并侧重讨论了传统电化学方法和谱学方法,特别是现场分析技术在电化学固/固界面研究中的应用。总结了锂/聚合物电解质界面的几种不同改善途径。     

高浓度锂盐电解液

基于1 mol ·dm^-3 LiPF₆/EC的传统非水型电解液已在锂离子电池中应用了20年。高功率、高比能锂离子电池以及锂金属电池（如Li-O₂和Li-S）的发展,对电解液提出了更高的要求,使得电解液的研究与开发到了一个革新换代的阶段。研究者们已经在离子液体、聚合物电解质和无机固态电解质等新型体系研究方面取得一定的研究成果,但是这些新体系存在的本征问题使其商业化应用面临一定的困难。研究者们也开始重新审视已优化的常规液态电解液体系,高浓度锂盐电解液（>3 mol ·dm^-3）再次引起广泛关注。本文综述了高浓度锂盐电解液的发展历程、溶液结构特征、分类标准及其特殊的物理化学性能、锂离子传输性质和电解液/电极相容性;对高浓度锂盐电解液存在的主要问题进行了简要分析,提出了相应的改进措施,展望了高浓度锂盐电解液未来的发展方向,为新型电解液的开发提供了一条新思路。     

Lithium Nitrate Regulated Sulfone Electrolytes for Lithium Metal Batteries

The electrolytes in lithium metal batteries have to be compatible with both lithium metal anodes and high voltage cathodes, and can be regulated by manipulating the solvation structure. Herein, to enhance the electrolyte stability, lithium nitrate (LiNO₃) and 1,1,2,2-tetrafuoroethyl-2′,2′,2′-trifuoroethyl(HFE) are introduced into the high-concentration sulfolane electrolyte to suppress Li dendrite growth and achieve a high Coulombic efficiency of >99 % for both the Li anode and LiNi_0.8Mn_0.1Co_0.1O₂ (NMC811) cathodes. Molecular dynamics simulations show that NO₃⁻ participates in the solvation sheath of lithium ions enabling more bis(trifluoromethanesulfonyl)imide anion (TFSI⁻) to coordinate with Li⁺ ions. Therefore, a robust LiN_xO_y−LiF-rich solid electrolyte interface (SEI) is formed on the Li surface, suppressing Li dendrite growth. The LiNO₃-containing sulfolane electrolyte can also support the highly aggressive LiNi_0.8Mn_0.1Co_0.1O₂ (NMC811) cathode, delivering a discharge capacity of 190.4 mAh g⁻¹ at 0.5 C for 200 cycles with a capacity retention rate of 99.5 %.     

锂电池中的凝胶聚合物电解质

锂电池目前在人们生活中已经得到广泛应用,但是传统的液体电解质沸点低且易泄漏,容易引起锂枝晶生长和安全问题。凝胶聚合物电解质(GPEs)的状态介于液态电解质和固态电解质之间,不仅可以作为电解质,还可以作为隔膜,这样可以减少液体电解质的泄漏以及改善固体电解质的界面电阻。本文综述了锂电池中制备不同类型的GPEs的方法,如溶液浇铸法、相转化法、原位聚合法、UV(紫外)固化法和静电纺丝法等,重点总结了不同纤维基的GPEs(聚(偏二氟乙烯)(PVDF)、聚(偏二氟乙烯-共六氟丙烯)(PVDF- HFP)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯腈(PAN)和聚间亚苯基间苯二甲酰胺(PMIA))在锂电池中的运用,并通过对不同基质的改性来改善电解质的离子电导率,阻碍锂枝晶的生长。最后,本文对锂电池中GPEs的未来发展前景进行了展望,讨论和提出的策略将为今后高性能锂电池的实际应用提供更多的途径。     

用于锂离子电池聚合物电解质的组成、结构和性能

聚合物电解质是全固态锂离子电池的重要组成部分, 其电导率对电池的性能有很重要的影响.本文综述了聚合物电解质的组成、结构和性能对锂 离子电池导电率影响的最新研究进展,特别是介绍了聚合物-碱金属盐复合电解质和聚离子体电解质两个体系的研究进展.     

不同锂盐对超支化/梳状复合型聚合物电解质的性能影响研究

利用PVA侧链上的羟基的化学活性, 采用超支化聚胺-酯对改性纳米SiO₂和PVA接枝改性, 并加入不同锂盐,制备了SiO₂-g-HBPAE/PVA-g-HBPAE超支化/梳状复合型聚合物电解质, 利用SEM观察了纳米粒子在基体中的分散情况, 采用DSC、拉伸实验以及介电谱研究了锂盐种类及添加量对复合体系性能的影响. 结果表明, 超支化接枝改善了SiO₂和基体的界面相容性; 磺酸类锂盐在复合材料中表现出自增塑现象, 材料的玻璃化转变温度(T_g)大幅度下降; LiClO₄在基体中的离解能力强于LiCF₃SO₃和 LiN(SO₃CF₃)₂; 当LiCF₃SO₃添加量为20 %(by mass, 下文同)时, 聚合物电解质的室温电导率达到最大值2.58×10^-6 S•cm^-1.