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Localized high-concentration electrolytes for lithium metal batteries: progress and prospect
《化学科学与工程前沿(英文)》 doi: 10.1007/s11705-022-2286-4
关键词: high-concentration electrolyte localized high-concentration electrolyte lithium metal battery solid electrolyte interphase dendrite
Recent advances toward high voltage, EC-free electrolytes for graphite-based Li-ion battery
Tong Zhang, Elie Paillard
《化学科学与工程前沿(英文)》 2018年 第12卷 第3期 页码 577-591 doi: 10.1007/s11705-018-1758-z
Lithium-ion batteries are a key technology in today’s world and improving their performances requires, in many cases, the use of cathodes operating above the anodic stability of state-of-the-art electrolytes based on ethylene carbonate (EC) mixtures. EC, however, is a crucial component of electrolytes, due to its excellent ability to allow graphite anode operation–also required for high energy density batteries–by stabilizing the electrode/electrolyte interface. In the last years, many alternative electrolytes, aiming at allowing high voltage battery operation, have been proposed. However, often, graphite electrode operation is not well demonstrated in these electrolytes. Thus, we review here the high voltage, EC-free alternative electrolytes, focusing on those allowing the steady operation of graphite anodes. This review covers electrolyte compositions, with the widespread use of additives, the change in main lithium salt, the effect of anion (or Li salt) concentration, but also reports on graphite protection strategies, by coatings or artificial solid electrolyte interphase (SEI) or by use of water-soluble binder for electrode processing as these can also enable the use of graphite in electrolytes with suboptimal intrinsic SEI formation ability.
关键词: lithium-ion electrolyte solid electrolyte interphase additives high voltage graphite
《能源前沿(英文)》 2023年 第17卷 第1期 页码 43-71 doi: 10.1007/s11708-022-0853-5
关键词: electrolyte lithium-ion low temperature aerospace solid-electrolyte interface
Zhouyu ZHANG, Hao CHEN, Zhenglin HU, Shoubin ZHOU, Lan ZHANG, Jiayan LUO
《能源前沿(英文)》 2022年 第16卷 第5期 页码 706-733 doi: 10.1007/s11708-022-0833-9
关键词: composite solid electrolytes active filler/framework ion conduction path interphase compatibility multilayer design
谢富丞,王诚,毛宗强
《中国工程科学》 2013年 第15卷 第2期 页码 72-76
固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种高效、环保的发电装置。低温化是SOFC的主要发展方向。探索适合在低温(400~600 ℃)条件下操作的高性能电解质材料是SOFC低温化发展的关键。近年来,研究人员发展了新型的复合电解质材料,取得了较好的成果。本文综述了近年来低温SOFC复合电解质材料的研究进展,简要介绍了复合电解质材料的特点、类型和传导机理。
钠超离子导体型固体电解质的改性及其在钠离子电池中的应用 Article
张强强, 周权, 陆雅翔, 邵元骏, 戚钰若, 戚兴国, 钟贵明, 杨勇, 陈立泉, 胡勇胜
《工程(英文)》 2022年 第8卷 第1期 页码 170-180 doi: 10.1016/j.eng.2021.04.028
固体电解质的低离子电导率及固体电解质与固态电极之间较差的界面可靠性是阻碍固态钠电池(SSSB)应用的两大紧迫挑战。本文采用简单的两步固相法合成了名义成分为Na3+2xZr2‒xMgxSi2PO12 的钠(Na)超离子导体(NASICON)型固体电解质,其中在25 ℃时Na3.3Zr1.85Mg0.15Si2PO12(x=0.15, NZSP-Mg0.15)表现出了3.54 mS∙cm‒1的最高离子电导率。通过深入研究,本文证实晶界成分在决定NASICON总离子电导率中起着至关重要的作用。此外,由于文献中缺乏关于NASICON是否能够提供足够的阳极电化学稳定性来实现高压固态钠电池的研究,我们首先使用了高压Na3(VOPO4)2F (NVOPF)正极来验证其与优化后的NZSP-Mg0.15固体电解质之间的兼容性。通过比较不同配置(低压阴极与高压阴极、液态电解质与固体电解质)电池的电化学性能,以及对循环后的NZSP-Mg0.15进行X射线光电子能谱(XPS)评估,结果表明,NASICON固体电解质在高电压下不够稳定,这证明了研究NASICON固体电解质和高压阴极之间界面的重要性。此外,通过将NZSP-Mg0.15 NASICON 粉末涂在聚乙烯(PE)隔膜(PE@NASICON)上,形成了2.42 A∙h 的碳|PE@NASICON|NaNi2/9Cu1/9Fe1/3Mn1/3O2 非水系钠离子电池,其具有出色的循环性能,在2000 周循环后容量保持率为88%,从而证明涂有NASICON型固体电解质的隔膜具有高可靠性。
周永川,宋世栋,韩敏芳
《中国工程科学》 2013年 第15卷 第2期 页码 27-32
随着固体氧化物燃料电池(SOFC)向中低温发展,使得金属材料用于SOFC的关键组件成为可能。金属支撑型SOFC(MS-SOFC)是以金属或合金作为燃料电池支撑体的结构。相对于其他支撑型SOFC,MS-SOFC具有更好的导电能力和导热能力、较高的机械强度以及较低的成本,所以引起了研究人员的广泛关注。目前,MS-SOFC的结构呈多样化发展,支撑体、电极和电解质的材料及其制备工艺也不尽相同。本文介绍了不同结构的MS-SOFC的研究现状,评述了它们各自的制备工艺和存在的问题,并提出了目前MS-SOFC亟需解决的问题。
Chao Wang, Jun Chen, Jihua He, Jing Jiang, Qinyong Zhang
《化学科学与工程前沿(英文)》 2020年 第14卷 第6期 页码 1065-1071 doi: 10.1007/s11705-019-1909-x
关键词: aluminum alloy micro-arc oxidation coating electrolyte concentration tribological performance
贾涛,魏娇,冯洁,张维娜,刘振宇,王国栋
《中国工程科学》 2014年 第16卷 第1期 页码 88-92
针对目前较少关注的Ti-V微合金体系,在Formaster—FII 膨胀仪上进行奥氏体/铁素体两相区等温,在铁素体相变同时获得Ti、V复合相间析出。采用金相、透射电子显微镜对显微组织、尤其是相间析出形貌、及其与铁素体基体的位向关系进行了观察与分析。研究表明,650 ℃为静态等温相变的鼻温点,相间析出呈层状分布,具有平面和曲面两种形貌,相间析出碳化物与铁素体基体之间存在Baker-Nutting 取向关系。
Jun HUANG, Zhe LI, Jianbo ZHANG
《能源前沿(英文)》 2017年 第11卷 第3期 页码 334-364 doi: 10.1007/s11708-017-0490-6
关键词: polymer electrolyte fuel cell ultra-thin catalyst layer electrostatic interactions characterization and modeling structure-property-performance relation water management
《化学科学与工程前沿(英文)》 doi: 10.1007/s11705-023-2298-8
关键词: vanadium redox flow battery functional groups organic additives energy density stability
Sahithya REDDIVARI, Christian LASTOSKIE, Ruofei WU, Junliang ZHANG
《能源前沿(英文)》 2017年 第11卷 第3期 页码 365-373 doi: 10.1007/s11708-017-0500-8
关键词: lithium manganese oxide batteries reactive force field (ReaxFF) cathode-electrolyte interface layer molecular dynamics
下一代锂电池在能源化学工程方面的研究进展 Review
张学强, 赵辰孜, 黄佳琦, 张强
《工程(英文)》 2018年 第4卷 第6期 页码 831-847 doi: 10.1016/j.eng.2018.10.008
锂离子电池(LIB)对当今人们的生活产生了深远的影响。然而由于插层化学本质上的限制,锂离子电池的能量密度已接近理论上限,难以满足人们在多方面日益增长的储能需求,如便携式电子设备、电动汽车和大规模储能。因此,下一代锂(Li)电池正在广泛研究中。其中,采用金属锂作为负极,插层或转化型材料作为正极的下一代锂电池是最受关注的体系,因其具有高能量密度和巨大的商业化潜力。近年来,随着材料和反应机理方面研究的深入以及技术手段的进步,锂电池取得了不断的发展。本文从下一代锂电池的电解液/ 电解质的设计出发,从能源化学工程的角度梳理锂离子电池、锂硫电池和锂空电池中的关键科学问题和研究进展,并阐述下一代锂电池未来的发展方向。下一代锂电池有望促进人类文明的可持续发展。
Xiashuang LUO, Yangge GUO, Hongru ZHOU, Huan REN, Shuiyun SHEN, Guanghua WEI, Junliang ZHANG
《能源前沿(英文)》 2020年 第14卷 第4期 页码 767-777 doi: 10.1007/s11708-020-0667-2
关键词: dealloyed Pt-Ni alloys truncated octahedron double-shell thermal annealing oxygen reduction reaction (ORR)
标题 作者 时间 类型 操作
Recent advances toward high voltage, EC-free electrolytes for graphite-based Li-ion battery
Tong Zhang, Elie Paillard
期刊论文
A review on the development of electrolytes for lithium-based batteries for low temperature applications
期刊论文
Ion conduction path in composite solid electrolytes for lithium metal batteries: from polymer rich to
Zhouyu ZHANG, Hao CHEN, Zhenglin HU, Shoubin ZHOU, Lan ZHANG, Jiayan LUO
期刊论文
Effect of electrolyte concentration on the tribological performance of MAO coatings on aluminum alloys
Chao Wang, Jun Chen, Jihua He, Jing Jiang, Qinyong Zhang
期刊论文
Review of characterization and modeling of polymer electrolyte fuel cell catalyst layer: The blessing
Jun HUANG, Zhe LI, Jianbo ZHANG
期刊论文
Characterization and comparison of organic functional groups effects on electrolyte performance for vanadium
期刊论文
Chemical composition and formation mechanisms in the cathode-electrolyte interface layer of lithium manganese
Sahithya REDDIVARI, Christian LASTOSKIE, Ruofei WU, Junliang ZHANG
期刊论文