国产精品一区二区视频-亚洲狠狠爱-久久久久女人精品毛片九一-99资源站-午夜神马福利-极品尤物一区二区三区-羞羞的视频网站-欧美三区四区-污污网站免费-乱色精品无码一区二区国产盗-国产黄色在线看-国产成人亚洲精品-国产欧美一区二区三区四区-一品毛片-凹凸精品熟女在线观看

青島能源所開發出高安全性鋰電池特色材料體系

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2022年06月11日  

在"碳達峰"和"碳中和"背景下,加速動力系統電動化成為新能源汽車發展的必然趨勢。鋰電池作為新能源汽車動力系統的關鍵技術,其安全隱患隨著能量密度的提升日益凸顯,自燃、爆炸等電池熱失控現象頻頻發生,嚴重制約了新能源汽車的進一步推廣和應用。發現安全隱患根源、揭示電池失效機理、構筑高安全的電池體系,已成為當前鋰電池研究的熱點和重點。青島能源所固態能源系統技術中心一直深耕于構建高比能、高安全性鋰電池體系,近年來取得了一系列突破性成果。


商用鋰電池中,尺寸穩定性差的聚烯烴隔膜及易燃、易泄露有機電解液是導致電池熱失控的重要原因,對其進行改性是提高電池安全性最直接的途徑。青島能源所固態能源系統技術中心在前期電解液/添加劑研究相關相關經驗的基礎上,開發出一系列新型阻燃耐熱收縮隔膜,包括芳綸隔膜、纖維素基復合隔膜、聚芳砜酰胺隔膜及聚酰亞胺隔膜等(NanoEnergy,2014,10,277-287;J.Electrochem.Soc.2015,162,A834-A838;Prog.Polym.Sci.,2015,43,136-164);同時,研制出對電解液電化學性能影響小,具有"協同聯用"用途的環三磷腈類阻燃添加劑(乙氧基五氟環三磷腈、苯氧基五氟環三磷腈、六烯丙胺基環三磷腈和磷基低聚物等)(Adv.EnergyMater.2018,8,1701398;J.Electrochem.Soc.2021,168050511),有效提高了鋰電池的安全性能。另一方面,在嘗試解決電解液泄露的安全隱患方面,該團隊創新性的以502膠水重要成分(氰基丙烯酸乙酯(PECA))為出發點,在鋰硫電池體系中,利用強親核性的硫化物快離子導體(Li6PS5Cl)進攻PECA制備原位聚合大陰離子調控醚類電解液。該電解液可通過氫鍵被錨定在聚合物骨架上,在取得高電導率同時可有效防止電解液泄漏,提高電池的使用安全性,在鋰硫電池的電解液防泄漏領域開辟了新思路(Angew.Chem.Int.Ed.,2021,202103209)。


雖然制備高熱穩定性隔膜和阻燃性電解液能有效推遲或減緩電池劇烈放熱行為,但仍然無法從根本上杜絕電池熱失控事故。追本溯源,從微觀層面理解鋰電池放熱特點、剖析熱失控鏈式放熱反應觸因及其演變路徑是構建高安全電池體系的重要前提。該團隊研究人員在充分總結電池材料熱穩定性及其熱特性基礎上,提出電池材料(電極材料/電解質/添加劑等)之間的熱兼容性對電池安全性至關重要,單純提高某一組分的熱穩定性并無法確保電池整體安全性能的提升(EnergyStorageMater.,2020,31,72–86)。鑒于此,該團隊通過原位/非原位耦合手段對三元高鎳電池失效機理進行了材料-電池層級的探索,采用同位素滴定-質譜在線氣體檢測裝置,開創性地在NCM三元電池負極側發現H-離子的存在,且證實了該組分和電解液具有較差的熱兼容性,成為誘導電池升溫過程中鏈式放熱反應的重要觸因。而且,通過自主設計的原位檢測電池材料熱失控氣體穿梭測試裝置及方法,證明了負極側出現的H2可穿梭至正極側,從而加速劇烈放熱行為,引起電池熱失控(Adv.Sci.,2021,2100676)。同時,在備受關注的鋰金屬電池體系,該團隊采用同步輻射X射線三維成像技術及熒光分子和鋰金屬的猝滅反應原理,直接揭示了循環過程中鋰金屬形貌、活性衍化和電池性能衰變及失效息息相關(Angew.Chem.Int.Ed.,2019,58,5936;Mater.Today,2020,38,7–9)。為了進一步深入剖析鋰金屬負極的微觀失效機制,研究團隊經過三年攻堅,發現失效粉化的金屬鋰負極中存在大量由電解液中R-H+誘導出現的、導電性差的氫化鋰(LiH),且實用型鋰金屬電池循環性能和鋰金屬負極中LiH的積累呈負相關性,同時揭示了LiH的生成和分解是一個溫敏化學平衡,影響電池電化學性能和安全性能(Angew.Chem.Int.Ed.,2021,60,7770–7776)。


基于上述發現,固態能源系統技術中心提出電池負極界面層及其衍生物對引發電池失效及熱失控具有重要影響。如何有效抑制H2的出現和LiH的積累是從材料本征上解決電池安全問題的關鍵。基于此,該團隊研究人員從分子層面對電池材料體系進行優化設計,開發出無氫固態電解質鋰電池體系。該策略有望從根本上解決鋰電池產氫問題,切斷熱失控的引發源,制備具有高安全、高可靠本質特點的鋰電池體系。


在固態體系中,如何有效解決固態電解質低電導率和高界面阻抗問題是制備高性能固態電池的前提。固態能源系統技術中心在多年豐富的聚合物電解質開發相關相關經驗基礎上,提出一種全新"剛柔并濟"原位聚合策略,構筑電極/電解質一體化緊密結構,將聚合物前驅體溶液(聚乙二醇甲基醚丙烯酸酯)澆注于自支撐三維多孔快離子陶瓷(Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3)骨架中,通過原位聚合得到的復合固態電解質,有效提高電導率,減小固-固界面的接觸阻抗(Adv.Sci.,2021,8(9),2003887)。同時,利用SeS2作為造孔劑,首次制備高電導率自支撐三維多孔硫化物Li6PS5Cl(p-LPSCl)滲流骨架,將聚合物前驅體澆注于自支撐三維多孔硫化物骨架中,通過引發原位聚合得到復合固態電解質,有效優化了電極/電解質界面相容性,裝配的全固態電池表現出高的放電比容量及優異的循環性能(Adv.Funct.Mater.,2021,2101523)。


圖1固態能源系統技術中心高比能、高安全電池體系研究進展示意圖


另一方面,在固態電解質電池中,電極材料和固態電解質之間存在界面電化學反應和高離子遷移勢壘,嚴重制約了固態鋰電池能量密度、壽命和功率密度的提升,針對上述問題,該團隊研究人員分別從界面微結構設計和多場耦合層面提出創新性解決思路。首次提出構建雙向兼容緩沖層的設計方法。通過第一性原理計算和多種原位/非原位測試手段,證明NASICON結構LixZr2(PO4)3具有良好的正極/固態電解質材料界面電化學兼容性,而且可顯著降低鋰離子遷移勢壘。通過該雙向兼容緩沖層制備的固態電池具有高比容量和優異的長循環穩定性(Adv.EnergyMater.,2021,accepted)。此外,提出了內建電場和化學勢耦合調控界面電荷分布的設計策略。利用有限元模擬和原位掃描透射電鏡差分相襯成像技術測試,證實通過在正極材料和固態電解質界面構建外延生長鐵電單晶,可誘導界面電荷重新分布,從而有效抑制空間電荷層的形成及其對鋰離子傳輸的阻礙用途,顯著提高固態電池能量密度和倍率性能(Nat.Commun.,2020,11,5889)。以上研究加深了對固態鋰電池關鍵基礎科學問題的理解,對推進高比能全固態電池商業化具有重要指導意義。


基于上述研究基礎和技術積累,固態能源系統技術中心在構建高比能、高安全性電池體系方面已經形成了特色的材料體系制備方法和規模化制造技術,相關成果和技術已申請PCT專利6項,申請國家專利190余項,授權90余項,形成了具有完全自主知識產權的高安全性固態電池體系核心技術,并入選了2020"全球新能源汽車前沿技術",為助推動力汽車核心技術攻關和規模化應用做出了重要貢獻。

相關產品

主站蜘蛛池模板: 中文字幕精品久久久 | 蜜臀久久99精品久久久无需会员 | 色伊人| 日本一区二区视频在线播放 | 国产露脸无套对白在线播放 | 北岛玲在线 | 操操日 | 久久精品区 | 成人私密视频 | 污免费在线观看 | 一级特黄aa大片欧美 | 亚洲一区二区三区 | 免费观看黄色网址 | 国内精品久久久久久久影视简单 | 艳妇乳肉豪妇荡乳xxx | 午夜色婷婷 | 久久精品国产99国产精品 | 亚洲v | 少妇被黑人到高潮喷出白浆 | 欧美亚韩一区二区三区 | 免费无遮挡在线观看视频网站 | 欧美性大交 | 日本三级视频在线 | 亚洲理论在线 | 寂寞少妇让水电工爽hd | 天天干干天天 | 国产一区综合 | 亚洲毛茸茸 | 日韩视频在线免费观看 | 99国产精品人妻噜啊噜 | 午夜av网| 影音先锋中文字幕一区 | www.av在线播放 | 韩国中文字幕在线观看 | va在线 | 亚洲视频一区在线 | 国产一级做a爰片在线看免费 | 亚洲精品乱码久久久久久不卡 | 国产亚洲一区二区三区 | 天天拍天天射 | 美国色综合 | 一级做a爱片性色毛片 | 美女黄色影院 | 伊人春色视频 | 欧美一级啪啪 | 亚洲+小说+欧美+激情+另类 | 91美女片黄 | 青青草视频播放器 | 牛牛影视一区二区三区 | 日日操影院| 日本美女毛茸茸 | 国产偷v国产偷v亚洲高清 | av网址在线 | 日本a免费 | www国产 | 色婷婷精品 | www.久久综合 | 黄色a级片网站 | 日本人妻一区二区三区 | 色哟哟精品一区 | 欧美日韩一区二区在线 | 日韩亚洲天堂 | 国产主播av | 午夜精品国产 | 国产外围在线 | 欧美日韩一区二区在线观看 | 噜噜噜色 | 亚色视频在线观看 | 黄色片网站视频 | 男女男精品网站 | 欧美亚洲大片 | 欧美一区二区三区视频在线 | 视频在线国产 | 精品少妇| 谁有免费黄色网址 | av男人社区男人天堂 | 在线观看aaa | 又大又粗又爽18禁免费看 | 中文字幕亚洲欧美日韩在线不卡 | 一级黄色小视频 | 欧美黄页网站 | 国产第四页| 在线中文字幕播放 | 免费草逼网站 | 欧美9999| 欧美福利专区 | 丝袜一级片 | 亚洲天堂av在线免费观看 | www成人在线观看 | 国产成人精品免高潮在线观看 | 青青草偷拍视频 | 91精品国产综合久久福利软件 | se婷婷| 日韩成人午夜影院 | 在哪里可以看黄色片 | 久久大片| 日本精品国产 | 亚洲成人婷婷 | 最好看的中文字幕 |