作为能源转换和存储设备,对可充电电池的需求正在增长。1–5如今,可充电金属离子电池在全球经济的可持续发展中起着重要作用。 在普通的金属离子电池中,锂离子电池是能源存储的主导媒介,可能会促进间歇性能源的可持续存储。 但是,电动汽车的蓬勃发展和大规模的锂离子电池应用使人们担心李为储备。 在很重要的情况下,na很丰富且便宜。 最近,研究人员广泛考虑了Na-ion电池的出现。 开发具有较长循环寿命的NA电池,并且没有记忆效应具有重要的战略意义。 NA电池的电极投影和电池组装过程与LI电池没有明显的差异。 尽管能量密度低于LI电池,但NA电池对于大规模储能应用而言更为优势。 但是,较大的离子半径是NA电池的基本问题。 LI +和Na +之间离子半径的差异导致NA电池的性能低于LI电池。 我们需要找到适合NA电池的新电极材料。 最近的研究已经提出了一种预测分层Na +氧化物构型的简单方法,该方法的效果已通过验证了其效果。1–5如今,可充电金属离子电池在全球经济的可持续发展中起着重要作用。在普通的金属离子电池中,锂离子电池是能源存储的主导媒介,可能会促进间歇性能源的可持续存储。但是,电动汽车的蓬勃发展和大规模的锂离子电池应用使人们担心李为储备。在很重要的情况下,na很丰富且便宜。最近,研究人员广泛考虑了Na-ion电池的出现。开发具有较长循环寿命的NA电池,并且没有记忆效应具有重要的战略意义。NA电池的电极投影和电池组装过程与LI电池没有明显的差异。尽管能量密度低于LI电池,但NA电池对于大规模储能应用而言更为优势。但是,较大的离子半径是NA电池的基本问题。LI +和Na +之间离子半径的差异导致NA电池的性能低于LI电池。我们需要找到适合NA电池的新电极材料。最近的研究已经提出了一种预测分层Na +氧化物构型的简单方法,该方法的效果已通过
提高对电池内化学反应的认识。基于光纤的传感器特别适合集成到电池中。[1,7,9–12] 光纤成本低,可以做得非常细,从而能够在电池的不同部位进行精确定位。它们对锂离子和钠离子电池中的恶劣环境也相对惰性,并且可以使用各种基于光谱的分析技术。[7] 通过电池内温度和应变的变化进行感测,间接影响改性光纤的光学特性,也已被证明。例如,Huang 等人将光纤布拉格光栅插入商用电池,通过温度和压力跟踪化学事件,[10] 而 Wang 等人采用等离子体光纤传感器监测水性锌空气电池中的电化学动力学。[11] Ghannoum 等人在许多论文中报道了使用光纤倏逝波 (FOEW) 光谱来表征电池。 [9,13] 例如,使用嵌入式光纤根据石墨的电致变色特性估算 SOC。 [14] 我们之前还使用过 FOEW 光谱来比较完全嵌入或放置在磷酸铁锂 (LFP) 正极表面的光纤的传感和电池性能。 在这些实验中,光纤传感区域的光调制也可能与 LFP 中铁的氧化和还原有关。 [15,16] 光纤在电池中的应用仍然处于相当低的技术准备水平,在商用电池中可能并非易事,但有可能为 BMS 提供重要信息,以优化电池组的使用。 总体而言,还必须提高对电池化学如何调节光纤/电池界面光的了解。锂离子电池最关键的安全问题之一是阳极形成锂枝晶的风险。[17–19] 这会导致电池短路,通常源于充电过程中锂离子嵌入速率不够时的锂沉积。金属锂沉积也是导致电池老化的一个重要因素[17],例如导致容量衰减速度加快。人们采用了各种各样的实验技术来分析和检测锂沉积。[17–19] 然而,这些技术中的大多数都基于大型、先进且昂贵的仪器,而这些仪器通常需要专门的实验电池或原型电池。其中一些技术也不是
摘要:水系锌电池(AZB)是一种很有前途的储能技术,因为它们具有高理论容量、低氧化还原电位和安全性。然而,金属锌表面的枝晶生长和寄生反应会导致严重的不稳定性。本文我们报道了一种获得超细锌纳米颗粒阳极的新方法,该方法通过使用乙二醇单甲醚(EGME)分子来操纵锌的成核和生长过程。结果表明,EGME 与 Zn 2+ 复合以适度增加成核的驱动力,并吸附在锌表面以通过细化晶粒来防止 H- 腐蚀和树枝状突起。因此,纳米级阳极具有高库仑效率(约 99.5%)、长循环寿命(超过 366 天和 8800 次循环)以及与全电池中最先进的正极(ZnVO 和 AC)出色的兼容性。这项研究为水性金属离子电池的界面工程提供了一种新途径,对 AZB 的商业化未来具有重要意义。关键词:水性锌电池、锌金属阳极、超细纳米颗粒、枝晶生长、寄生反应
b'porous [13]或树突[14]生长形态。[9]在基于TFSI的电解质中检测到具有不同形状的半球3D颗粒,这是施加电流密度的函数。[12]在Mg(TFSI)2盐电解质中,MGCL 2作为添加剂,连续的剥离和镀金导致SEI层的破裂和改革,从而在相应的断裂部位和不均匀的MG沉积中产生大量有效的电流密度。[13]通过这种机制,半球形沉积物进一步降解为多孔形态和被困的沉积物,这些沉积物是不可逆转地损失的。最极端的非均匀Mg生长形式是树突的形成,在mg阳极下发生的频率要小得多。到目前为止,仅在0.921 MACM 2的电流密度下仅针对MEMGCL的0.5 MOLDM 3溶液检测到树突。[14]'
摘要:硅阳极需要机械强度高且电化学稳定的聚合物粘合剂体系,以适应循环操作过程中经历的剧烈体积膨胀。在此,我们报告使用聚(丙烯酸)接枝苯乙烯-丁二烯橡胶(PAA- g- SBR)和 80% 部分中和的 Na-PAA 作为硅石墨阳极的粘合剂体系。PAA- g -SBR 接枝共聚物是通过将丙烯酸叔丁酯接枝到 SBR 上并用 H 3 PO 4 处理中间体合成的。发现 PAA- g -SBR/Na-PAA 粘合剂体系比 Na-PAA/SBR 体系具有更好的电化学性能。Na-PAA/PAA- g -SBR 体系在 130 次循环中具有稳定的 673 mAh g -1 容量保持率,而 Na-PAA/SBR 体系的容量保持率立即下降。 Na-PAA/PAA- g -SBR 体系还表现出更好的机械性能,与 Na-PAA/SBR 体系相比,杨氏模量值更低,失效应变更大。总体而言,这些发现表明,在下一代锂离子电池中,硅阳极应用是一种有前途且坚固的聚合物粘合剂体系。关键词:锂离子电池、硅电极、PAA-g-SBR 聚合物、丙烯酸叔丁酯、交流阻抗、电极粘附、储能应用■ 介绍
对可再生能源的日益重视导致氢和电池研究的研发工作激增。阳极析氧反应 (OER) 周围的密集电化学环境困扰着催化层、基底和多孔传输层的活性和稳定性,最终影响这两个行业。在此,我们报告了电位循环 (PC) 316L 不锈钢毡多孔传输层 (PTL) 用于阴离子交换膜水电解的好处。如 SEM、EDS、XPS、XRD 和拉曼光谱所示,PC 增加了表面粗糙度并通过铁的氧化产生了 CrFe 5 Ni 2 -O x H y 层。在三电极设置中进行的 PC 后测试显示极化电阻下降了约 68%,这反映在其用作阴离子交换膜水电解器 (AEMWE) 中的阳极时的性能上。总体而言,在阳极条件下对 PTL 进行电位循环在 AEMWE 中测试时可提高性能。可以考虑对不锈钢阳极实施这种处理,以提高 AEMWE 性能。
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使用可充电锂金属阳极的电化学电池对工作温度和电堆压力很敏感。目前的理解通常假设温度驱动锂金属表面化学的变化,而电堆压力影响阳极形态。在本研究中,我们为这些假设提供了量化证据,并提出了指导理解温度和压力对锂金属电池动力学影响的机制。除了压力与力学、温度与动力学的直接耦合之外,我们还探讨了温度对电池力学和电堆压力对电池化学的可能影响。我们使用一系列原位和非原位技术研究了基于 LiDFOB 盐的电解质成分。温度和压力依赖性电池行为的机理映射将有助于开发改进的锂金属电池。© 2022 作者。由 IOP Publishing Limited 代表电化学学会出版。这是一篇开放获取的文章,根据知识共享署名 4.0 许可证(CC BY,http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/)的条款发布,允许在任何媒体中不受限制地重复使用作品,只要对原始作品进行适当的引用。[DOI:10.1149/1945-7111/ac91a9]
与汽油汽车 (GC) 相比,电动汽车更加环保、节能且经济。然而,当前电动汽车的一个突出缺点是电池从空电状态到充满电需要很长的等待时间,而给 GC 充满电只需几分钟。在此背景下,美国能源部提出了“极限快速充电” (XFC) [2],具体要求充电时间为 15 分钟(4C 速率),以确保电动汽车的大规模普及。到目前为止,使用石墨负极和碳酸亚乙酯 (EC) 基电解质的商用 LIBs 不可能在没有锂镀层的情况下实现 XFC,因为与 Li/Li + 相比,石墨的工作电位在高倍率下很容易降至 0 V。[3] 人们进行了无数的尝试致力于石墨的结构改性以提高倍率性能,例如降低曲折度 [4] 和增加孔隙率。 [5] 然而,由于电池能量密度不可避免地会降低,这些以高功率换取低能量密度的尝试并不适合实际应用。另一方面,加速本体电解质中的 Li + 传输过程似乎是实现高动力学的有效方法 [6],而不会牺牲能量密度。低粘度的脂肪族酯 [7] 被用作