南开陈军院士/张凯EES综述: 宽温可充电锂电池的挑战与进展 2023年10月15日 下午2:54 • 未全平台发布, 顶刊 • 阅读 47 可充电锂电池(RLB,包括锂离子和锂金属系统),由于其低成本、可持续性、环境友好性、时间和空间可转移性而受到广泛关注。然而,当长期或定期暴露在恶劣环境中时,传统的RLB将无法工作,尤其是在低温(LT,低于0°C)和高温(HT,高于60°C)区域。到目前为止,还没有针对LT、HT和全气候运行的RLB的综合机制分析和调节策略。 在此,南开大学陈军院士、张凯研究员等人全面总结了RLB在不同工作温度下运行的新进展,特别是在促进 LT、HT和宽温条件下RLB的电极和电解质材料的发展方面。首先,作者专注于深入分析在LT和HT运行的RLB的故障机制。 然后,系统地介绍了基于关键材料和组件实现的低温RLBs突破。此外,作者还彻底总结了HT RLB的实现策略。对于这两种情况,都深入讨论了材料及其电化学性能之间的基本结构-有效性关系。最后,作者对全气候可充电RLB进行了展望,希望这篇综述将阐明开发用于不同温度范围的先进RLB。 图1. LT条件下主要电极优化策略示意图 作者认为: (1)针对目前LT RLB的发展,应开发比Li//LVP系统容量更高的Li//LFP作为LT电池系统,通过掺杂高价金属元素可以改善LFP的LT动力学。此外,可以开发非极性氟化分子作为溶剂以降低去溶剂化能垒; (2)对于HT RLB,在设计时应更加注意界面副反应。层状富镍材料仍有发展前景,应优化镍钴含量。对于改性策略,建议开发精确的靶向掺杂和原子级涂层技术(尽可能少地引入非活性物质)。在电池组件方面,应强调耐高温隔膜的作用并降低其成本。此外,固态电池也是提高其HT性能的有效方法。 (3)对于全气候型RLB,应专注于提高现有RT/HT稳定电池系统的LT性能及现有全温电池系统的能量密度。 图2. HT条件下电极、电解质和隔膜优化策略的示意图 最后,作者重点列出了即将开展的全气候RLBs调查的一些关键方法和技术要点: (1)通过机器学习智能筛选温度相关材料; (2)变温条件下材料的原位表征演化; (3)考虑量产与实际应用的综合评价。 考虑到对先进储能系统日益增长的需求,本文所概述的越来越多的前沿方法、理论工具和策略将投入实际应用,上述问题将最终得到解决,从而进一步为大规模商业化和产业化发展开辟道路。 Challenges and Advances for Wide-Temperature Rechargeable Lithium Batteries, Energy & Environmental Science 2022. DOI: 10.1039/D1EE03292E 原创文章,作者:v-suan,如若转载,请注明来源华算科技,注明出处:https://www.v-suan.com/index.php/2023/10/15/edc26247cb/ 电池 赞 (0) 0 生成海报 微信扫码分享 相关推荐 木士春Nano Energy: 酸性碱性都不怕!阴离子调制的氧化钼包封Ru纳米颗粒用于高效水分解 2024年3月13日 东大AFM: 首次报道!结晶氮化碳实现在NIR下光催化制氢 2022年10月7日 Nature Materials:二维材料最新进展! 2024年2月29日 芝加哥最新Nat. Catal.:非水环境中调节水-氢键! 2024年5月27日 程冲/杨伟/李爽Adv. Sci.: 用于快速动力学金属硫电池的多硫化物催化剂 2023年10月12日 万立骏/曹安民AFM:界面修饰陶瓷电解质助力锂负极循环5200小时! 2023年10月15日