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2024年5月7日，中国科学院大连化学物理研究所储能技术研究部（DNL17）李先锋研究员、郑琼研究员团队和中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所蔺洪振研究员团队合作，在钠离子电池电解液研究方面取得新进展。
随着便携式设备和电动汽车对高体积能量密度的智能可逆储能的需求提升，迫切需要开发经济而安全的可充电电池。与锂硫电池相比，镁硫（Mg-S）电池具有更高的理论体积比能量密度（3221 Wh L-1），且地球中镁金属和硫单质的储量丰富。与锂金属电极相比，金属镁具有更高的安全性，不易形成枝晶。然而，Mg-S电池的发展仍处于早期阶段，受到S/MgS的电子/离子绝缘性质、体积变化大以及可溶性多硫化物（MgSx,...
与插层型锂离子电池（LIB）相比，转换型锂硫（Li-S）电池因为其高理论能量密度（2600 Wh kg-1）而受到越来越多的关注。但是，多硫化物穿梭效应、缓慢的反应动力学和锂金属枝晶生长等问题阻碍了锂硫电池的进一步应用。硫正极的多步转化反应涉及电极/电解质之间一系列Li+的交换，这些反应也亟需克服脱溶剂和电荷载体扩散的能量势垒，这导致了缓慢的转化动力学以及多硫化物中间体的积累。
中国科学院科学家提出具有封装溶剂化结构的超轻电解液策略（图）
溶剂化结构 超轻电解液 催化剂
2024/2/22
随着科学探索逐渐步入地核与深空等难以充电的未知领域，高能量密度一次电池再次成为科学家关注的重点。在目前所有的电对中，锂硫电池具有2600 Wh/kg的极高理论能量密度，是颇具潜力的一次电池体系之一。然而，锂硫一次电池面临着两个挑战，尚未实现实用化。一是低于预期的实际能量密度：过多用于促进硫转化的非活性物质（电解液与导电碳）的加入，增大了体系质量负担；缓慢的固体-液体-固体转化降低了容量利用率。二是...
随着科学探索逐渐步如地核与深空等难以充电的未知领域，高能量密度一次电池再次成为人们关注的重点。在目前所有的电对中，锂硫电池具有2600 Wh/kg的极高理论能量密度，是最具潜力的一次电池体系之一。然而，由于以下两大挑战，锂硫一次电池尚未实现实用化。首要挑战为其远低预期的实际能量密度（≤ 500 Wh/kg）：过多用于促进硫转化的非活性物质（电解液与导电碳）的加入增大了体系质量负担（> 80 wt%...
随着电力驱动的新能源汽车的快速发展和普及，对动力储能电池技术提出了更高的要求，下一代锂离子电池技术需要满足高功率快充和宽温度应用需求。然而，传统碳酸酯类电解液由于凝固点较高以及界面脱溶剂化行为较慢的限制，导致锂离子电池在快速充放电和低温条件下的容量表现不佳。相比之下，醚类溶剂具有更低的凝固点和低的粘度，被认为具有改善锂离子电池低温性能的潜力。不过，传统的醚类溶剂（例如乙二醇二甲醚DME）与锂离子间...
为实现“碳中和、碳达峰”的目标，亟需寻找下一代清洁的高能量密度电池。与石墨负极相比，锂金属负极展现出高理论容量（3860 mA h g-1）和低的电位。然而，金属锂的超高反应活性、固体电解质中间相（SEI）的生成与破裂、锂枝晶的产生，导致了低的库仑效率（CE）低，甚至会导致电池内部短路、过热及起火。在前期研究中，中国科学院苏州纳米所蔺洪振团队等构筑人工SEI层调控Li传输以抑制枝晶的形成（Adv....
实现“碳中和、碳达峰”的目标，亟需寻找下一代清洁的高能量密度电池。与石墨负极相比，锂金属负极展现出高理论容量（3860 mA h g-1）和低的电位。然而，金属锂的超高反应活性、固体电解质中间相（SEI）的生成与破裂、锂枝晶的产生，导致了低的库仑效率（CE）低，甚至会导致电池内部短路、过热及起火。在前期研究中，中国科学院苏州纳米所蔺洪振团队等构筑人工SEI层调控Li传输以抑制枝晶的形成（Adv. ...
2023年来，锂离子电池在技术领域不断突破，能量密度已经接近极限，但仍远远不能满足新能源汽车及其他电子设备对高能量密度储能器件的需求。因此，发展更高能量密度的电池体系是亟需面临解决的难题。锂硫电池理论能量密度高达2600 Wh kg-1，大约是锂离子电池的6倍，在电子产品、动力电池等领域具有广阔的应用前景。但硫正极较低的电导率，缓慢的锂离子传输动力学以及多硫化物的穿梭效应导致了电池容量的快速衰减，...
中国科学院苏州纳米所利用分子拥挤策略调控溶剂化结构助力锂离子快速输运（图）
苏州纳米所 分子拥挤策略 调控溶剂化结构 助力锂离子
2022/10/14
随着便携式电子产品与电动汽车等市场的迅猛发展，人们对可充电电池的能量密度、安全性能等指标提出了更高的要求。金属锂负极因其拥有极高理论比容量（3680mAh g-1）和较低的电极电势（-3.04V vs. 标准氢电极）吸引了科研人员的注意。然而，金属锂负极在传统的碳酸酯电解液中存在着严重的枝晶与库伦效率低等问题，从而阻碍了锂金属电池的大规模应用。
随着便携式电子产品与电动汽车等市场的迅猛发展，人们对可充电电池的能量密度、安全性能等指标提出了更高的要求。金属锂负极因其拥有极高理论比容量(3680mAh g-1)和较低的电极电势(-3.04V vs. 标准氢电极)吸引了广泛科研人员的注意。然而，金属锂负极在传统的碳酸酯电解液中存在着严重的枝晶与库伦效率低等问题，从而阻碍了锂金属电池的大规模应用。中科院苏州纳米所刘美男等在前期工作中基于Chaza...
随着现代信息技术的快速发展及广泛使用（如物联网、大数据等），二次电池的高存储能力、安全可靠性至关重要。金属锂电池由于较高的比能量，被认为是下一代颇有潜力的高比能电池体系，而高活泼的金属锂负极与液态电解液间的副反应带来的安全隐患，使金属锂电池的实际应用进展缓慢。相比易燃的液态电解液，固态电解质安全性更高，而离子电导率较差，一般均需在高温下运行（60-80°C），电池很难在室温下正常工作。如何提升该类...
随着现代信息技术的快速发展以及广泛使用（如物联网、大数据等），二次电池的高存储能力、安全可靠性至关重要。金属锂电池由于其较高的比能量被认为是下一代最有潜力的高比能电池体系；然而高活泼的金属锂负极与液态电解液间的副反应所带来的安全隐患，使得金属锂电池的实际应用进展缓慢。相比于易燃的液态电解液，固态电解质安全性更高；但其离子电导率较差，一般都需在高温下运行（60-80°C），电池很难在室温下正常工作。...
金属锂因其最负的电化学势和高的理论比容量而成为研究的热点。但是，由于锂枝晶生长所造成的安全问题长久以来制约着可充电锂负极的应用。高浓盐电解液（HCEs）能够减缓锂沉积过程中因电极表面锂离子耗尽所引发的锂枝晶的尖端生长，稳定锂电极的循环性能。在HCEs中添加对锂盐溶解度低的稀释剂（氟化溶剂，如TTE），可以形成局部高浓度电解液（LHCEs）。LHCEs既保留了高浓度锂离子的电解质环境，又改善了电解液...
聚合物电解质具有高能量密度、高稳定性、可加工等优点，有望应用于全固态锂离子电池等新能源领域。虽然已有大量研究成果表明含氟有机物质（如斯坦福大学鲍哲南、崔屹课题组报道的含氟小分子，北卡罗来纳州立大学Joseph DeSimone课题组报道的含氟寡聚物）在电解质方面具有突出优势，但传统氟聚合物具有易结晶、直接溶解锂盐能力差、室温离子电导率低等缺点，难以用作聚合物电解质材料。此外，氟聚合物制备通常需要在...