电化学能源存储是本世纪的主要社会挑战之一。基于液体电解质的经典锂离子技术的性能在过去二十年中取得了巨大进步,但是液体电解质的内在不稳定导致安全问题。固体聚合物电解质将是解决这些安全问题,微型化和能量密度增强的完美解决方案。但是,与液体一样,锂离子携带的电荷比例很小(<20%),限制了功率性能。固体聚合物电解质在80℃下运行,导致机械性能差和有限的电化学稳定性窗口。在这里,我们描述了一种基于包含聚苯乙烯段的聚苯基块共聚物的多功能单离子聚合物电解质。它克服了上述大多数局限性,其锂离子传输数接近统一,出色的机械性能和跨越5 V与Li + / li的电化学稳定窗口。使用该聚电解质的原型电池优于基于聚合物电解质的常规电池。c
Minkewicz,Justyna,Jones,Gareth M.,Ghannizadeh,Shaghayegh,Bostonchi,Samira,Wasely,Thomas J.,Yamini,Yamini,Aminorroya和Nekouie,Vahid,Vahid(2023)。固态电解质的大规模制造:挑战,进度和前景。[文章][文章][文章]
固态电解质(SSE)是固态锂电池中的重要组成部分,对能源储能应用具有很大的希望。本综述提供了固态电池(SSB)的概述,并讨论了电解质的分类,重点是与氧化物和硫化物基于SSE相关的挑战,尤其是关于接口和化学稳定性的挑战。本评论还探讨了在大规模制造中形成和烧结SSE的方法,包括生产基于氧化物和硫化物的密集薄膜的已建立和新技术。此外,还讨论了添加剂制造(AM)在SSE生产中的潜在应用。最后,本文总结了SSE的大规模制造,并为可持续的SSB开发目标提供了前景。本综述中提供的见解有助于SSE技术对固态锂电池的理解和进步
Zn/MNO 2电池由双重沉积反应驱动,是在水性系统中实现高能量密度的突出途径。引入最初的双电极(阳极/阴极)构型可以将能量密度进一步提高到200 WH kg -1以上,但由于Zn/MNO 2沉积和剥离的可逆性差而导致的循环寿命有限。从材料合成中的软模板策略中汲取灵感,在这里,我们将这种方法应用于电沉积和剥离,并设计原位形成的液晶相间。通过仅将0.1 mM的表面活性剂分子掺入电解质中来实现,这可以诱导有利的C轴向取向沉积六边形Zn和MNO 2。这种增强后随后增加了沉积/剥离可逆性,并促进了双电极电池的循环寿命,在〜950周期后实现了80%的容量保留。这种液晶相间化学也有很大的希望,可以在其他晶体系统中调节沉积,为下一代高能密度和基于水性化学的长期储能打开了令人兴奋的研究方向。
当前的能量和移动性转化,在很大程度上依赖电动汽车(EV)和可再生能源需要电池。锂离子电池是重塑我们的运输系统的主要候选者。尽管已经主导了电动汽车市场的能源储能组件,但锂离子电池仍存在与易燃液体电解质有关的安全问题。此外,它们接近达到最大能量密度。替代电池技术,更安全且能够存储更多的能量,因此引起了极大的兴趣。一个突出的例子是使用陶瓷或聚合电解质及其复合材料的固态电池。本文探讨了内部处理和表征技术,以研究所有固态锂电池的无机电解质的过程,并提高无机电解质的性能。无机电解质是具有高离子电导率的固体,可以使具有高功率和能量密度的安全电池。但是,在达到商业化之前,需要克服许多挑战。进步与了解控制离子传输的属性有关。本文的一个焦点是用硼酸处理电解质材料Li 7 La 3 Zr 2 O 12(LLZO)。这种表面处理似乎可以应对有害的Li 2 CO 3的形成,因此,均针对烧结的陶瓷电解质颗粒和LLZO粉末进行了探索。分别通过分析对烧结的影响以及在聚合物电解质矩阵中实施粉末时分别评估了该策略。与酸接触,LLZO形成了一个对电导率有益影响的Libo 2层。对于llzo粉末,酸处理在烧结后产生了有希望的谷物结合的固体。掺入聚合物电解液中时,较高的离子电导率表明Libo 2层对聚合物陶瓷接触的有益作用。另一个有希望的无机电解质是Li 1+X Al X Ti 2-X(PO 4)3(LATP),其易于处理和高电导率被其不稳定性与锂金属所遮盖。作为保护LATP材料的一种策略,它已插入不同的聚合物电解质矩阵中。虽然复合材料通常在材料之间表现出较差的协同作用,但对于多种植者来说,有一些令人鼓舞的结果,尤其是高转移数量。总而言之,这些结果为了解如何使用陶瓷电解质制造功能性的全州电池提供了一步,以及在陶瓷和复合电解质中量身定制表面的重要性。
摘要。在全球对能源存储需求的持续增长的背景下,由于其出色的性能,电化学能源存储系统在许多储能技术中脱颖而出。目前,电池是电化学能源存储中最主流形式之一,例如燃料电池,锂离子电池和固态电池,已被广泛使用。尤其是,由于锂离子电池中存在的安全危害已逐渐被识别,因此固态电池因其更高的安全性能而受到广泛关注和深入研究。作为新兴的电化学能源存储装置,实心钠离子电池的最突出特征是它们使用固体电解质代替传统的液体电解质,从而大大提高了电池的安全性。不幸的是,虽然固体电解质表现出良好的化学稳定性和良好的电化学性能,但它们在实际应用中仍然面临许多挑战,包括低离子电导率,界面接触差和寿命短。在本文中,讨论了固态钠离子电池中电解质的特性,挑战和解决方案。
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