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在国家“双碳”战略需求的背景下，钠离子电池凭借钠资源的低成本优势有望在未来规模储能领域实现广泛的应用。作为限制钠离子电池能量密度的关键部分，正极材料的能量密度和循环寿命一直备受广大科研工作者的关注。典型的层状氧化物正极材料在实际应用过程中一直面临着钠空位有序和大体积相变的基础科学问题，这直接了限制了这类正极材料的电化学性能和能量密度。
近日，吉林大学物理学院新型电池物理与技术教育部重点实验室魏英进教授、王义展教授团队在水系锌离子电池金属锌电极性能研究方面取得新进展。研究成果以“Temperature-Dependent Nucleation and Electrochemical Performance of Zn Metal Anodes”为题，发表在《Nano Letters》上。
苏州纳米所吴晓东团队Chem. Eng. J.：构筑正负极通用的聚离子液体人工界面膜提高锂离子电池高温高电压循环性能（图）
吴晓东 聚离子液体 人工界面膜 锂离子电池 高温高电压 循环性能
2022/3/4
电极/电解液界面稳定性对于锂离子电池的循环性能和安全性能都至关重要，在电极表面构建一个优异的界面SEI/CEI膜对于提高电池性能具有重要意义。中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所吴晓东研究员团队项目研究员许晶晶和博士生张凤蕊设计了一种阳离子型聚离子液体（PIL）作为适用于高电压NCM622正极和石墨负极的人工SEI膜来抑制电解液在电极表面的分解。这种PIL膜具有高的力学模量、优异的电化学和化学稳...
石墨烯对锂离子电池负极材料影响
石墨烯 锂离子电池 负极材料
2022/3/1
锂电池负极材料的主要种类有天然石墨(59%)，人造石墨(30%)，中间相炭微球(8%)及其他类型(3%)。石墨类负极材料仍然占据锂电负极材料的主流地位，但近年新型负极材料(如钛酸锂等、石墨烯)等的研发与应用也开始受到业内关注。
力工学院鲍垠桦副教授在国际高水平学术期刊《Energy Storage Materials》上发表高能量密度柔性锂离子电池最新研究成果（图）
高能量 柔性锂离子电池 高水平学术期刊 固态电池
2022/2/21
近日，力学与工程科学学院鲍垠桦副教授与上海大学双聘院士、中国科学院院士、北京理工大学方岱宁教授，力学与工程科学学院吕浡，宋亦诚，张俊乾教授等人合作，在高能量密度柔性锂离子电池方面取得重要研究进展。研究成果以“Crocodile skin inspired rigid-supple integrated flexible lithium ion batteries with high energy ...
电解液中的锂离子浓度表达是锂离子电池电化学模型求解的基本任务之一。为了平衡单粒子模型的液相动态性能和计算效率，假设反应仅发生在集电极和电解质界面上，为此，提出一种基于液相扩散方程无穷级数解析解的界面浓度求解新方法。在恒流工况下，利用数列单调收敛准则将解析解转化为一个收敛和函数。在动态工况下，将该解析解简化为输入与和函数的无限离散卷积。利用和函数随时间单调衰减并收敛至零的特性对其进行截断，从而得到有...
基于电化学老化衰退模型的锂离子动力电池外特性
锂离子电池 机理模型 偏差补偿 参数辨识
2022/2/5
当前锂离子动力电池电化学模型存在模型复杂、建模难度大、计算效率低、老化评估效果差的问题，本文提出一种考虑电池衰退老化的机理模型（ADME）。本文首先通过有限差分法对伪二维（P2D）电化学模型进行离散降阶处理，得到简化伪二维（SP2D）模型。在SP2D模型的基础上，基于阴阳两极发生的副反应导致的衰退老化现象，提出一种考虑电池衰退老化的机理模型。其次，使用多变量偏差补偿最小二乘法实现模型参数辨识。最后...
锂离子电池健康状态估计方法研究综述
电池管理系统 锂离子电池 健康状态 估计方法
2022/1/30
电池管理系统是锂离子电池高效、安全运行的重要保障。电池的状态估计在电池管理系统中发挥着重要的作用。健康状态是锂离子电池状态估计的重要指标之一。通过对近几年国内外锂离子健康状态估计方法相关文献的整理，综述了锂离子电池健康状态的定义和估计方法，并对现有的估计方法进行了分类和阐述。最后针对现有估计方法的不足，提出未来需要改进的方向。
2022年1月27日，中科院合肥研究院固体所能源材料与器件研究部胡林华研究员团队和石家庄学院季登辉教授合作，开发出一种机械性能优异、离子电导率高和具有宽操作温区（-20~60℃）的功能性水凝胶电解质，并研究了其在水系锌离子电池中的应用性能，相关研究成果以“-20-60℃下无枝晶水系锌离子电池用键调节水凝胶电解质”为题，发表在国际知名期刊Chemical Engineering Journal 上。
复旦大学材料科学系余学斌课题组揭示出氢化锂的锂离子传输机制（图）
余学斌 氢化锂 锂离子 传输机制
2022/1/25
固态电解质界面（SEI）是影响锂金属在锂离子电池中沉积剥离行为的关键部分。近期大量研究表明，氢化锂（LiH）是锂金属表面SEI的主要物质。然而，LiH具有脆性高和导电性差的特点，因此，连续生成的LiH被普遍认为是破坏锂金属负极循环稳定性的主要原因。近日，复旦大学材料科学系余学斌团队首次发现并揭示了LiH的锂离子传输机制，并证明LiH在提高锂金属负极循环稳定性的重要作用。相关成果于1月21日以“Id...
锂离子电池用硅基负极材料发展状况（图）
锂离子电池 硅基负极材料 动力电池 高能量密度
2022/1/21
石墨作为目前商业化应用广泛的锂离子电池负极材料，其实际比容量已接近理论比容量极限372mAh/g，进一步提升空间有限，难以满足未来动力电池高能量密度要求。同时，随着全球动力电池需求激增，石墨即将出现供不应求局面，因此，行业急需找到石墨负极材料的替代产品。
杂原子构型筛选策略助力高功率钠离子电池（图）
杂原子构型 筛选策略 高功率 钠离子电池
2022/1/12
钠离子电池因钠资源丰富和成本低廉，被认为是替代铅酸电池和补充锂离子电池的最佳生力军之一，这些优势使得钠离子电池在大规模储能等领域具有极高的应用前景，是解决资源“卡脖子”问题和实现“双碳”目标的重要技术。一直以来，通过设计高容量电极材料以提升电池的能量密度是科研人员的首要目标之一，然而，许多应用场景（如智能电网、5G基站、数据中心等）对电池的功率和安全性能也有着很高要求，因此发展高功率和高安全的钠离...
全固态氟离子电池“涟漪”能否成“浪潮”？（图）
氟离子 电池 浪潮
2021/12/31
随着固态电解质时代的到来，全固态锂电池将是电池领域“主力”，成为时代的宠儿。但全固态锂电池面临多重挑战，如能量密度有限，伴随锂枝晶的安全隐患，锂元素原料供应紧缺等。谁将是“下一代电池”的有力竞争者？中国科学技术大学马骋教授认为，全固态氟离子电池或许是一个很有希望、应用前景广阔的方向。
钙钛矿氟离子导体的晶体结构 图片来源：Small
钠离子电池正极材料中的拓扑保护机制的发现（图）
钠离子电池 正极材料 拓扑 保护机制
2021/12/31
随着人们对可再生能源储存的需求日益增长，低成本、环保、安全、高能量密度的锂离子和钠离子电池的研发显得愈发重要。与作为商业正极材料主要成分的钴和镍元素相比，锰元素具有丰富的地壳含量，而且毒性较小，对电池大规模生产具有极大的吸引力。其中，富锂/钠锰基正极由于额外的LOR，一般具有较高的容量和工作电压（>4 V vs. Li+/Li或Na+/Na）。但LOR反应过程中存在不可逆的局部结构转变或晶格氧损失...
中国科学院过程工程研究所开发新型钠离子电池聚阴离子型磷酸盐正极材料（图）
钠离子电池 聚阴离子型 磷酸盐正极材料
2021/12/14
钠离子电池因其原料丰富、价格低廉，且与锂离子电池技术高度兼容等诸多优点，已成为下一代大规模储能系统最有潜力的电池技术之一。近日，中国科学院过程工程研究所绿色化工研究部赵君梅研究员团队与四川大学磷基功能材料与新能源实验室、中国科学院物理研究所清洁能源团队合作，在钠离子电池聚阴离子磷酸盐正极的组成设计和性能优化方面取得重要进展，成功开发出具备长循环稳定性、高能量密度和低原料成本的富钠-低钒新型磷酸盐正...