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【精选】2017上半年锂电池前沿综述

2017-08-11 08:35来源:材料人作者:背逆时光关键词:锂硫电池锂离子电池电解质收藏点赞

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7.Energy&EnvironmentalScience:可再充电锂电池和锂离子电池的转换正极

以Ni和Co为基础的商业化锂离子(Li-ion)电池插层型正极材料正面临着低比能量,高毒性和高成本的问题。这种电池的能量存储特性的进一步增加是具有挑战性的,因为这种插层化合物的容量已经接近其理论值,并且其最大电压的进一步增加会引起严重的安全性问题。随着新型应用需要更轻,更小,更安全和更低成本的电池,以便更广泛地使用在插电式混合动力车和纯电动车辆(PHEV和EV),无人驾驶和可再生能源,以及便携式储能市场的快速扩张,如太阳能和风能,因此转换型正极材料是下一代可再充电锂离子电池的重要选择。这些正极的性能改进的持续快速进展在将来的应用中是非常重要的。

佐治亚理工学院GlebYushin教授(通讯作者)等在能源领域著名期刊Energy&EnvironmentalScience上发表了题为“Conversioncathodesforregeablelithiumandlithium-ionbatteries”的综述。文章中作者考虑了周期表中用于转换正极元素的价格、丰度和安全性。进一步比较了运用广泛的转换材料的特定容量和体积容量。还通过提供负极为石墨、硅(Si)和锂负极的锂电池的实际可实现的体积能量密度和比能量模型,直接观察了正极化学的影响。同时叙述了在电池中使用转化型活性物质时所面临的主要挑战,以及克服它们的一般策略。最后讨论了降低成本和提高性能的未来趋势和前景。

8.AdvancedEnergyMaterials:高负载和高能量的锂硫电池

锂硫电池由于具有高比能量、低成本和环境友好等特点而受到了广泛关注。然而,在实际应用的道路上,仍有一些挑战亟待解决,循环寿命短和硫负载量低是最尖锐的难题。来自清华大学的张强副教授(通讯作者)等人在AdvancedEnergyMaterials上发表了题为“ReviewonHigh-LoadingandHigh-EnergyLithium–SulfurBatteries”的综述,总结了锂硫电池研究领域在高硫负载量、高能量密度方面的进展,重点介绍了正极的基础电化学反应,硫寄主/多硫化物/Li2S界面宿主工程,颗粒设计和电极结构;负极的金属锂和非金属负极;界面隔膜的修饰以及这些影响因素的综合配置。

9.AdvacnedMaterials:高性能Li-X(X=O2,S,Se,Te,I2,Br2)电池先进正极材料和电池模型设计最新进展

自1991年以来,大量电极材料(如LiNiO2、LiMn2O4和LiV3O8等)已经被视为商业化LiCoO2正极材料的代替品。尽管这些电极材料有着改良的功率/能量密度,但是因为其工作电压、能量密度、倍率特性仍然受现在技术所限制,所以仍然很难找到合适的进行大范围商业化电动车所需的电极材料。就这一点而言,人们需要发展更高功率/能量密度的锂离子电池电极材料。同时,电极很大程度上决定了电池的理论容量和能量密度,而且就金属锂基负极而言,Li-X电池的电化学性能取决于X正极。来自湖南大学的马建民副教授和北京大学的郭少军研究员(共同通讯)等人在国际著名期刊AdvacnedMaterials上发表了题为”RecentProgressintheDesignofAdvancedCathodeMaterialsandBatteryModelsforHigh-PerformanceLithium-X(X=O2,S,Se,Te,I2,Br2)Batteries”的综述文章。该文章讨论了Li-O2、Li-S电池领域正极材料发展过程中出现的问题及其解决方法。在新兴的Li-Se、Li-Te电池中,总结了其作为锂电池正极的优势以及电化学性能的最新研究进展。在Li-I2(Br2)新兴电池中,总结了不同电池设计(例如双电解液、全有机电解液、有/无阴极流模式和集成燃料电池/太阳能电池)的优势以及电化学性能。最后概括了Li-X电池的研究进展、主要挑战和未来展望。

10.NationalScienceReview:基于转换反应的可充电锂金属电池

锂离子电池应用于消费电子领域已经有二十年的历史,传统的锂电池都是基于锂离子的嵌入和脱嵌实现电能的存储和释放,然而,这种电池的理论容量限制了其进一步发展。最近,来自中科院化学研究所的郭玉国研究员和中科院长春应用化学研究所的张新波研究员(共同通讯)等人发表了关于基于转换反应的可充电锂离子电池的综述。文中以Li-S电池和Li-O2电池为例,聚焦于新兴锂离子电池中的转换反应。对电池中关键组分的基础电化学和近期研究进展进行了广泛的讨论,指出了在Li-S电池和Li-O2电池中转换反应面临的主要问题和解决策略,并对进行最优性能电池的设计进行了阐述。

原标题:2017上半年锂电池前沿综述精选
投稿与新闻线索:陈女士 微信/手机:13693626116 邮箱:chenchen#bjxmail.com(请将#改成@)

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