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甘油增塑琼脂糖隔膜抑制锂金属电池中树枝状晶体的生长
目前，人们对锂金属电池重新产生兴趣，是因为它具有极高的能量密度，可以满足移动设备对长期自主性的巨大需求（Xiang 等，2019）。锂金属具有 3860 mA hg − 1 的高理论比容量和 -3.04 V（vs. SHE）的最低氧化还原电位，这促使它被用作阳极，取代目前商业化的石墨（理论比容量：374 mA hg − 1）。因此，对锂金属电池、Li-O 2 、Li-S/Se 的研究和开发正在兴起（Abouimrane 等，2012；Bruce、Freunberger、Hardwick 和 Tarascon，2012；Yang、Yin 和 Guo，2015；Yin、Xin、Guo 和 Wan，2013）。垂直锂枝晶的生长会刺穿隔膜，导致短路甚至起火，这是此类电池商业化应用的主要瓶颈（Lu et al., 2015 ; Tarascon & Armand, 2001 ; Wu et al., 2018 ）。此外，枝晶的形成会产生“死锂”和特定的固体电解质界面相 (SEI)（Cheng, Yan, Zhang, Liu, & Zhang, 2018 ），这意味着库仑效率下降并影响循环效率。各种各样的策略（Xu et al., 2014 ）与使用兼容
水基锂生产工艺放大...
具有橄榄石结构的磷酸铁锂 (LiFePO 4 或 LFP) 因其环保、高循环性能和安全性而被视为最有前途的锂离子电池正极材料之一 (Wang and Sun, 2015)。与其他锂电池正极相比，LiFePO 4 具有多种优势，例如长寿命、高功率、高安全性和低容量衰减 (Armand and Tarascon, 2008, Ghadbeigi et al., 2015, Dunn et al., 2011)。基于 LFP 的电池已迅速占领市场的各个领域，其未来发展前景仍然光明。尽管它们不是汽车用途的首选，但亚洲市场正在重新评估它们，以降低最终产品的价格并抑制钴的整体使用量 (Gucciardi et al., 2021)。对于此应用，进一步提高电池的性能、降低电池成本，同时认真处理电池生产和处置过程中可能出现的所有环境问题都是适当的。为此，必须开发新的材料合成生产方法和新的电极制造配方 (Liu et al., 2021)。为了实现这些结果，有必要设计具有成本效益且质量可控的材料和电极制造工艺 (Valvo et al., 2017)。过去，在我们的实验室中，使用创新方法合成了性能良好的 LFP，其主要优势在于 LFP 不需要在受控气氛的烤箱中生产，因为可以在空气中获得它 (Prosini et al., 2016)。同时，开始了一项研究活动，以生产含有非氟化水分散性聚合物作为电极粘合剂的电极 (Prosini et al., 2015)。由于该聚合物可分散于水中，因此使用它们可以取代锂离子电池技术中通常用作电极制备溶剂的 N-甲基吡咯烷酮 (NMP)，而用水代替。这样不仅可以降低电极的危险性，还可以降低生产成本。事实上，据计算，对整个阴极生产而言，47% 的总工艺能量消耗在电极的干燥过程中，用于 NMP 蒸发和回收 (Wood 等人，2018)。从这两个实验室规模开发的工艺出发，本文我们描述了一个中试工厂的设计，该工厂能够生产公斤级的 LFP 和制备 26 cm2 大小的水基电极。虽然这些工艺的规模与工业规模的工艺无法相比，但同时它们也比实验室规模的工艺要大得多。
电池新材料解决方案的挑战和前景 Vittorio Pellegrini a,b、Silvia Bodoardo c、Daniel Brandell d、Kristina Edströ
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超越锂离子的三维微电池
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