锂电周报12篇顶刊:鲍哲楠、崔屹、陈立泉、俞建勇、索鎏敏等最新成果!

原标题:锂电周报12篇顶刊:鲍哲楠、崔屹、陈立泉、俞建勇、索鎏敏等最新成果!

锂电周报12篇顶刊:鲍哲楠、崔屹、陈立泉、俞建勇、索鎏敏等最新成果!
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锂电周报12篇顶刊:鲍哲楠、崔屹、陈立泉、俞建勇、索鎏敏等最新成果!
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本期周报带来的是1月25日至1月29日间锂电领域的最新研究成果 , 包括鲍哲楠、崔屹、陈立泉、俞建勇、张强、丁彬、陆盈盈、索鎏敏等最新成果 , 共12篇 。 以下按照发表时间为序 。
1
Angew.Chem.Int.Ed.:富锂Li2[Ni0.8Co0.1Mn0.1]O2助力无负极锂金属电池

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无负极锂金属电池可以使电池的能量密度最大化 。 但是 , 如果没有负极侧的锂补偿 , 与基于锂的金属电池相比 , 要以具有竞争力的能量密度实现更长的循环寿命就面临更大的挑战 。
基于此 , 中科院物理所陈立泉、索鎏敏通过在正极中引入富锂Li2[Ni0.8Co0.1Mn0.1]O2作为锂离子增量剂来延长无负极锂金属电池的寿命 。 Li2[Ni0.8Co0.1Mn0.1]O2在首次充电过程中会释放大量锂离子 , 以补充负极中的锂损失 , 然后转化为NCM811 , 从而在不引入非活性元素的情况下延长电池寿命 。 受益于富锂正极和铜箔上锂金属的高可逆性 , 无负极软包电池能够在有限的电解液添加条件下(E/C比为2gAh?1)实现447Whkg?1的高能量密度和84%的高容量保持率 。
Li-RichLi2[Ni0.8Co0.1Mn0.1]O2forAnode-FreeLithiumMetalBatteries.Angew.Chem.Int.Ed.2021.DOI:10.1002/anie.202017063
2
Adv.EnergyMater.:Li2CO3作为电解液添加剂在高压条件下对NCM523||石墨锂离子电池的有益影响

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在高压下运行的锂离子电池通常会出现严重的容量衰减 , 即“翻转”故障 。
基于此 , 德国明斯特大学MartinWinter、TobiasPlacke阐述了Li2CO3作为最新碳酸酯基电解液添加剂的有益影响 , 它显著改善了NCM523||石墨全电池在4.5V电压下的循环性能 。 由于寄生过渡金属(TMs)的溶解/沉积以及随后锂枝晶在石墨上的生长 , 使用储存在20℃下的电解液(添加或不添加Li2CO3)的锂离子电池会遭受严重的容量衰减 。 相比之下 , NCM523||石墨电池使用储存在40°C下的含Li2CO3的电解液 , 其容量保持率显著提高 。 其基本机理已被成功阐明:由于Li2CO3在40℃与LiPF6反应原位形成二氟磷酸锂 , 其分解产物反过来充当TMs(Ni和Co)的“清除剂” , 防止了TMs沉积和石墨上锂枝晶的形成 , 从而抑制了“翻转”失效 。
OntheBeneficialImpactofLi2CO3asElectrolyteAdditiveinNCM523||GraphiteLithiumIonCellsUnderHigh-VoltageConditions.Adv.EnergyMater.2021.DOI:10.1002/aenm.202003756
3
Adv.EnergyMater.:锂离子和锂金属电池中的聚合物

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锂离子电池在现代电子和电动汽车中起着重要作用 。 但是 , 当前的锂离子电池无法满足人们对能源需求和可靠性日益增长的期望 。 为提高整体能量密度 , 同时确保锂电池的安全性 , 研究人员将注意力集中在替代电池材料上 , 例如硅、硫和锂金属 。 在基于这些材料的电池进入大规模生产并进入主流市场之前 , 必须克服许多障碍(例如 , 硅裂化、多硫化物穿梭及锂枝晶等) 。 聚合物是目前电池系统中广泛使用的一类材料 。 许多新颖的聚合物化学物质可能会提供比当前更好的性能和可靠性 , 甚至克服了上述新型电池材料的问题 。
基于此 , 美国斯坦福大学鲍哲楠、南京大学贾叙东在这篇综述中 , 将解决这些问题而选择的聚合物材料分为四个部分:聚合物电解质、聚合物人工固态电解质界面、粘结剂和隔膜 。 总结了这些材料当前的研究进展和表征方法 。 此外 , 还指出了能源材料研究的潜在未来方向 。
PolymersinLithium-IonandLithiumMetalBatteries.Adv.EnergyMater.2021.DOI:10.1002/aenm.202003239
4
ACSNano:软BaTiO3陶瓷纳米纤维膜的机电耦合效应对锂枝晶生长的动态调控

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锂金属电池为发展高能量密度的储能系统提供了巨大的机遇 , 但负极存在严重的枝晶生长问题 , 阻碍了锂金属电池的实际应用 。
基于此 , 东华大学俞建勇、丁彬、阎建华报道了一种具有优良铁电性和压电性的软BaTiO3陶瓷纳米纤维薄膜 , 它能使锂金属的致密沉积横向化 。 在沉积过程中 , 强铁电性降低了锂离子在负极附近的浓度梯度 , 有利于锂离子的均匀沉积 。 一旦受到锂沉积的挤压 , BaTiO3薄膜就会产生瞬时压电效应 , 从而使随后的锂沉积从垂直向横向发生动态变化 。 结果表明 , Li–Cu电池在200多个循环中表现出可逆的沉积-剥离过程 , 库仑效率>98.3% 。 当与高压LiNi0.8Co0.15Al0.05O2正极配对时 , 即使在高正极负荷7.2mg/cm2、贫电解液量7μL/mg和高电流密度等具有挑战性的条件下 , 锂金属电池也能在300次循环中保持>80%的容量 , 而且不产生枝晶 。 这一发现为锂金属负极的设计提供了一种很有前途的机电耦合策略来动态调控枝晶生长 。