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石墨阳极锂镀层的光纤检测
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
用于高稳定性水系锌离子电池的纳米级超细锌金属阳极
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
聚丙烯酸接枝苯乙烯丁二烯橡胶作为锂离子电池硅石墨阳极粘合剂体系的开发和应用
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
锂离子电池纳米结构负极材料最新进展综述
锂离子电池 (LIB) 是当今世界上最有前途的储能设备之一。锂离子电池与其他类型的电化学电池一样，具有阳极和阴极电极，锂离子在充电和放电过程中分别嵌入和脱嵌在阳极和阴极电极中。通过开发创新类型的电极，锂离子电池的容量得到了提高。碳、金属/半导体、金属氧化物和金属磷化物/氮化物/硫化物基纳米材料由于其高表面积、低扩散距离、高电导率和离子电导率而提高了 LIB 的性能。纳米结构材料在质量传输方面具有显著优势，是锂离子电池领域一个快速增长的领域。本文讨论了基于过渡金属/半导体类型分类的阳极纳米材料，例如碳、硅、钛和锡基纳米材料。此外，还广泛解释了不同的电化学反应、阳极材料对 LIB 的比较影响及其应用。关键词
电堆压力和温度对无阳极锂金属电池的化学机械影响
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]
使用石墨阳极的 50C 快速充电锂离子电池
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
Wadsley-Roth 相铌基氧化物阳极有望实现高功率和能量密度水系锂离子电池
摘要：间歇性和瞬时可再生能源迫切需要发展具有高功率能量密度的本质安全电能存储技术。水系锂离子电池（ALIB）由于其不易燃的特性而成为一种很有前途的集成技术。然而，受阳极材料的限制，它们的能量密度与非水系电池的能量密度存在相当大的差距。在此，首次尝试将 Wadsley-Roth 相铌基氧化物（M-Nb-O）用于水系锂离子阳极。通过与 M-Nb-O 阳极（Zn2Nb34O87）的代表物配对，ALIB 的输出电压、能量密度和功率密度显着增加，长期循环寿命显着提高。单独来看，能量型全电池（NCM811// Zn2Nb34O87）可产生高记录密度能量（191.5 Wh kg −1），平均放电电压高达约 2.25 V，而功率能量型全电池（LiMn2O4//Zn2Nb34O87）在超高粉末密度 16 489 W kg −1 下表现出优异的倍率性能，能量密度高达 30.0 Wh kg −1。
无阳极锌石墨电池
双(氟磺酰基)酰亚胺阴离子 (FSI − )、AlCl 4 − 和 (BrCl) n − 已被研究作为石墨插层化合物 (GIC) 的插层剂。[3] 由于电池结构简单，DIB 已从 Li [4] 扩展到 Na、[5] K、[6] Mg、[7] Ca、[8] 和 Zn 离子 [9] 体系。与有机或离子液体电解质不同，具有高安全性和低成本特点的水系电解质近年来正在蓬勃发展。[3f,10] 尽管已经取得了重大进展，但 DIB 面临的关键挑战在于设备级的低能量密度。以前提高 DIB 能量密度的尝试主要依靠使用浓电解质 [6,11] 来降低非活性溶剂的重量比。然而，只有在超高浓度下才能动力学抑制正极侧的阳极腐蚀。当 DIB 充电过程中消耗掉大部分电解质时，稳定性问题仍然存在。金属阳极的镀层剥离效率也在很大程度上取决于浓缩电解质下形成的钝化界面。在之前的 DIB 原型中，总是需要过量的金属阳极和电解质。最近，开发了“无阳极”锂金属电池概念，使用非活性基质作为集流体，[12] 这比锂金属更安全、更方便，而且
无阳极的Zn – Graphite电池
bis（氟磺磺酰基）伊映阴离子（FSI-），Alcl 4-，（BRCl）N-被探索为石墨互构化合物（GICS）的石墨互相中的介体物种。[3]由于直接电池配置，DIB已从Li [4]扩展到Na，[5] K，[6] mg，[7] Ca，[8]，[8]和Zn Ion [9]系统。与有机或离子液体电解质不同，近来具有高安全性和低成本的水性电解质最近正在经历蓬勃发展的发育。[3F，10]尽管已经取得了显着的进展，但与DIB相关的关键challenge位于设备级别的低能量密度。以前的尝试增加了DIB的能量密度主要依赖于使用浓缩电解质[6,11]来减少非活性溶剂的重量比。然而，在超高集中，阴极侧的阳极污染只能在动力学上抑制。在DIB充电期间大多数电解质被计算时，这仍然是一个稳定问题。金属阳极的镀层效率也很大程度上取决于在浓缩电解质下形成的钝化相间。在先前的DIB原型中，始终需要过量的金属阳极和元素。最近，使用非活动基板作为当前收集器[12]开发了“无阳极” Li-Metal电池概念，它比Li Metal都更安全，更方便
高度可逆的钠金属电池阳极通过合金杂项
过早失败的根本原因，而是电沉积Na的固有固定锚定/根结构，导致可逆性和最终细胞衰竭导致较差的电极底物。锚定的NA沉积物很容易与阳极电流收集器分离，从而产生了大量的孤儿和不良的阳极利用率。我们提出并评估在一系列化学物质中作为Na的底物中的薄金属相间涂层。基于热力学和离子传输考虑因素，预计此类底物将与Na进行可逆的合金反应，并被认为可以促进电沉积Na的良好根生长和高可逆性，而没有详细的形态。在各种选项中，据报道，AU在液体电解质中支持长时间Na阳极寿命和高可逆性（库仑效率> 98％）的令人印象深刻的能力，对于10 nm - 1000 nm的涂料厚度。作为评估阳极实用性实用性的第一步，我们评估了它们在Na || Span细胞中的性能，N：P比接近1：1。