可用的电池测试通道可能会部分解释为什么某些电池材料性能研究仅包含少数重复的数据。但是,与电解质配方,处理电极和电池组装相关的人体错误会导致电池性能变化。为了依靠结果,应最大程度地减少细胞间的可变性。Dechent等人的研究。10提出至少9个重复,以便能够使用一个参数来构建电池老化模型。系统的复杂性在很大程度上影响了提供可靠结果所需的重复数量,以使系统中的各种效果和反应分解。此外,主动学习和机器智能决策是o的,加上自动化,以形成“闭环”研究方法,在此之前,所有先前完成的步骤/实验都会为以下步骤提供信息,从而消除了古老的“试验和纠正”方法。2,11 - 13对于新的电池材料发现,闭环实验可以快速优化设计空间内的材料选择,发现比随机过程快的速度更快,并且经验更少。14在闭环方法中,高通量筛选使用自动化或半自动设置,以允许以高速率自动测量DE ned设计子空间。15高通量筛查的成功是显而易见的;杨等。16使用高通量光学测量来识别三阵金属氧化物组成空间中的区域,其光学趋势不是简单的相混合物,而McCalla等人。17证明了一个工作 - 能够每周同时收集数百种X射线差异模式和电化学阻抗光谱光谱。在这项工作中,我们描述了在环境实验室环境中用于电解质配方,组装和循环的电解质配方,组装和循环的自动机器人设置。在环境气氛中工作比保持干燥的室的成本效率要高得多,该室有可能用电池材料允许环境氛围打开未铺设的电解质设计空间。我们的功能和易于修改的设置可以适应不同的系统(例如非水电器的非水解);可以在维护,调整或增强功能的同时轻松地集成硬件组件的添加或去除,以将Odacell描述为模块化设置。使用Odacell进行多种化学的可能性概括了其探索液体电解质的高研究潜力的适用性,由于庞大的设计空间,这仍然是对光学的挑战。13到达这一目标,这项工作的目标是(1)设计和构建具有电解质配方和分配能力的可效率的,模块化的电池组装和测试设置,(2)确定细胞对细胞之间的可变性以及在环境氛围中组装的单元系统的可变性,以及在环境中组装的细胞,并表明设置的实用性和性能,(3),(3)溶剂,即在全细胞结合中的水和二甲基亚氧化二甲基氧化二甲基。
结果和讨论在溶解能力方面进行了比较,包括乙酸乙酯,丙酮,己烷,甲苯,乙醇和三氯甲烷的不同稀释溶剂。只有用乙酸乙酯才能接受靶酯化合物的溶解作用,该乙酸乙酯被选为本研究的稀释溶剂。五个水平的浓度(4、10、20、50和100 mg/L),用于验证线性响应,检测极限(LOD),定量极限(LOQ)和面积计数可重复性(RSD%)。图1.
在 SSB 的制造过程中,有几种方法可以实现锂金属阳极 (LMA)。[2] 这些方法要么基于使用薄锂箔,要么基于通过物理气相沉积或从锂熔体中沉积锂金属,要么基于从锂化阴极活性材料中电化学沉积锂。[4,5] 虽然薄锂箔的制备和加工具有挑战性,但金属沉积通常已被证明是可扩展且经济可行的。这些实现 LMA 的替代方案的不同之处在于,锂沉积是在电池组装过程中(从气相或液相沉积)还是在电池组装后(电化学沉积)沉积。尤其是后者,通常被称为“无阳极”电池技术,由于电化学不活性锂过量减少、生产步骤减少以及典型的商用锂箔上没有天然钝化层,因此似乎非常有吸引力。[6]
质子传导是许多重要电化学技术的基础。报道了一类新型质子电解质:酸包粘土电解质 (AiCE),通过将快质子载体整合到天然层状硅酸盐粘土网络中制备而成,可制成薄膜(数十微米)的不透液膜。所选示例体系(海泡石-磷酸)在质子电导率(25°C 时为 15 mS cm −1,−82°C 时为 0.023 mS cm −1)、电化学稳定窗口(3.35 V)和降低的化学反应性方面在固体质子导体中名列前茅。使用 AiCE 作为固体电解质膜组装质子电池。得益于 AiCE 更宽的电化学稳定窗口、更低的腐蚀性和出色的离子选择性,质子电池的两个主要问题(气化和循环性)得到成功解决。这项工作引起了人们对质子电池中元素交叉问题和通用的“酸包粘土”固体电解质方法的关注,该方法具有超快质子传输、出色的选择性和改进的室温至低温质子应用稳定性。
可持续,材料必须丰富、廉价且无毒。然而,毒性并不是唯一的安全隐患。媒体经常报道因锂离子电池易燃而发生的事故。这些设备的易燃性通常与非水电解质有关。电解质也导致了毒性和高成本,部分原因是使用了氟化盐。[2–5] 解决这些缺陷对于钠离子电池尤为重要,因为可持续性和安全性至关重要。幸运的是,人们正在努力解决电池中使用的电解质的易燃性。减轻可燃性的一种常用策略是使用有机磷化合物作为电解质溶剂。[6–12] 有机磷化合物是一类常见的阻燃剂,用于各种应用。[13] 然而,其中一些化合物对环境和健康有负面影响。[14,15]
在高峰时段可再生能源产生的残余能量已成为重要的话题。对于ESS,使用各种储能设备,包括可充电电池,氧化还原电池,燃料电池和超级电容器。2 - 4通常,对于短到中期的电力供应,电池和电容器被认为是有利的能量存储设备,而超级电容器(SCS,也称为电化学电容器)被认为是为了提高稳定的电力和电池的频率调节用途,以供电,以供应稳定的电力,以供电,以供电稳定供电。5超级电容器是一种有利的能源存储设备,可用于快速功率恢复目的,这是由于有利的功能,例如快速充电/放电特性,上功率密度,半永久性循环寿命,低保持成本,快速响应特征 - 速度 - 静态和高稳定性。然而,基于商用电气双层电容器(EDLC)超级电容器表现出低能密度和中等的工作电压窗口,这导致大量细胞串联连接起来,以实现所需的能量并满足能量需求,最终增加了基于超级能力的ESS的生产成本。6
Agathe Naboulsi,Ronan Chometon,FrançoisRibot,Giao Nguyen,Odile Fichet等。ACS应用材料和界面,2024,16(11),pp.13869-110.1021/acsami.3C19249̄。̄-046996222
基于电池总重量。根据报告的数据计算,Chang 研究小组通过使用内部铆钉实现了 131 Wh kg 1 (包括电池总重量)和 9.6 GPa 的弯曲模量。13然而,制造过程变得更加复杂。其他研究分别实现了 12.8 GPa 21 和 5.7 GPa 22 的拉伸模量,比能分别为 181.5 和 159 Wh kg 1,但仅包括活性电极材料的质量。如果包含其他组件(例如集电器、隔膜、电解质和包装),如此高的比能将显著下降(例如,40% – 60%)。在这项工作中,我们提出了一种准固体聚合物基电解质(QSPE),它具有适用于结构电池的良好结构和电化学性能。它由三官能丙烯酸酯单体和双盐电解质混合物组成,可在55°C的低温下进行热原位聚合。聚合后的电解质具有1.2 mS cm-1的良好离子电导率、176 MPa的弯曲模量和2.7 MPa的强度。因此,它可以有效地将负载从一层转移到另一层,而不会显著损害离子传输(图1A)。此外,这种电解质与NMC532正极和石墨负极都很稳定,因为我们在500次循环中实现了稳定循环,容量保持率为91%。采用这种QSPE和碳纤维织物/环氧复合材料封装,我们实现了显著提高的21.7 GPa的弯曲模量和184 MPa的弯曲强度,以及基于总电池质量的127 Wh kg-1的高比能。机械性能要低得多
使用硫固体电解质(SES)的全稳态电池(ASSB)是有吸引力的候选物,因为与使用有机溶剂相比,使用液体型锂离子电池(LIBS)比液体型锂离子电池(LIBS)更长。sulfer ses,即使在干燥室等环境中,也会在暴露于水分时会降低其离子电导率并产生有毒的氢硫。然而,到目前为止,尚未完全阐明水分暴露在ASSB细胞性能上的影响。旨在填补这一知识的差距,本文描述了水分对ASSB阳性电极的耐用性的影响,并在这项研究中以露室模拟的空气暴露或暴露于干室模拟的空气中,在这项研究中为-20°C。在细胞耐用性评估后,在阳性电极上进行了二级离子质谱(TOF-SIMS)测量时间,并使用裸露的SE在细胞中观察到了特征降解模式。
溶于电解质中的高活动嘴唇与Li金属阳极化学反应。 [9] Lips和Li Metal Anodes之间的寄生反应在固体电解质中(SEI)中产生不利的成分,并通过连续腐蚀同时破坏SEI。 [10]因此,无物质的沉积被加重,有限的LI储层被耗尽,这会在循环和LI-S电池快速故障期间诱导不稳定的Li金属阳极。 [11]此外,寄生作用和阳极不稳定性在降级条件下严重加剧,例如使用超薄的李阳极和高岩载的硫磺阴极,这些硫磺是为了构建高能量密度LI – S电池所必需的。 [12]因此,抑制嘴唇和Li金属阳极之间的植物反应是稳定Li Metal Anodes并延长Li – S Batteries的循环寿命的先验性。 已经提出了各种策略来减轻嘴唇和Li金属阳极之间的寄生反应。 [13]保留溶剂的电解质在抑制嘴唇的疾病中特别有效,从而缓解了Li Metal Anode腐蚀。 [14]溶于电解质中的高活动嘴唇与Li金属阳极化学反应。[9] Lips和Li Metal Anodes之间的寄生反应在固体电解质中(SEI)中产生不利的成分,并通过连续腐蚀同时破坏SEI。[10]因此,无物质的沉积被加重,有限的LI储层被耗尽,这会在循环和LI-S电池快速故障期间诱导不稳定的Li金属阳极。[11]此外,寄生作用和阳极不稳定性在降级条件下严重加剧,例如使用超薄的李阳极和高岩载的硫磺阴极,这些硫磺是为了构建高能量密度LI – S电池所必需的。[12]因此,抑制嘴唇和Li金属阳极之间的植物反应是稳定Li Metal Anodes并延长Li – S Batteries的循环寿命的先验性。已经提出了各种策略来减轻嘴唇和Li金属阳极之间的寄生反应。[13]保留溶剂的电解质在抑制嘴唇的疾病中特别有效,从而缓解了Li Metal Anode腐蚀。[14]
