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正极预锂化添加剂用于锂离子电池的研究进展

储能科学与技术 2024年第3期13卷 759-769页

作者：武美玲牛磊李世友赵冬妮兰州理工大学石油化工学院甘肃省低碳能源化工重点实验室甘肃兰州730050

锂离子电池因其能量密度高和循环寿命长等优点,在电子产品和电动汽车等领域被广泛应用。然而,锂离子电池首次充放电过程中负极表面固态电解质界面(SEI)膜的形成会永久地消耗正极材料中的活性锂,造成不可逆的容量损失,进而降低电池首次... 详细信息

锂离子电池因其能量密度高和循环寿命长等优点,在电子产品和电动汽车等领域被广泛应用。然而,锂离子电池首次充放电过程中负极表面固态电解质界面(SEI)膜的形成会永久地消耗正极材料中的活性锂,造成不可逆的容量损失,进而降低电池首次库仑效率。已有的研究表明,预锂化技术可使电池首次库仑效率得到有效提高。在众多预锂化技术中,正极添加剂预锂化具有工艺简单、价格低廉和安全性高等优点,因此具有较为广阔的应用前景。鉴于此,本综述介绍了三类正极预锂化添加剂:三元富锂化合物、二元锂化合物和基于逆转化反应的纳米复合材料的基本工作原理和限制其发展的关键科学问题,着重归纳了近年来在预锂化添加剂材料性能优化,储能机理研究方面的研究进展和亟待解决的问题,指出了补锂添加剂在补偿首次容量损失方面的重要性,并对该方法的发展进行了展望。本文在总结当前研究进展的基础上,对正极预锂化添加剂未来的研究思路和发展方向进行了展望,提出了进一步研究预锂化添加剂的合成条件和改性策略,在不以容量牺牲为代价的前提下提升补锂添加剂的环境稳定性或开发一种新型的电解液添加剂,解决预锂化添加剂首次循环时残留物或产气对电池长循环性能的影响。这些策略有望进一步推动力离子电池的发展。

关键词：锂离子电池固态电解质界面膜补锂技术正极补锂首次库仑效率

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SEI膜形貌与结构对锂离子电池性能的影响

化工进展 2024年第9期43卷 5049-5062页

作者：梁宏成赵冬妮权银李敬妮胡欣怡兰州理工大学石油化工学院甘肃兰州730050 甘肃省锂离子电池电解液材料工程实验室甘肃兰州730050

固态电解质界面膜(SEI)是电解液与电极在固/液相界面上发生电化学反应后,覆盖在电极表面的钝化层,其通常形成于电池的化成阶段,具有传导离子、隔绝电子的特征。优良的SEI膜对于提高锂离子电池(LIBs)的循环寿命、安全性等具有重要意义。... 详细信息

固态电解质界面膜(SEI)是电解液与电极在固/液相界面上发生电化学反应后,覆盖在电极表面的钝化层,其通常形成于电池的化成阶段,具有传导离子、隔绝电子的特征。优良的SEI膜对于提高锂离子电池(LIBs)的循环寿命、安全性等具有重要意义。不同电解液体系形成的SEI膜形貌和结构各不相同,对LIBs性能具有不同程度的影响。因此,深入分析SEI膜形貌和结构与电池性能之间的构效关系很重要。本文首先综述了影响SEI膜结构和性质的因素;然后阐述了原位/非原位表征SEI膜形貌和结构的主要方法,并介绍了一种新型的电化学阻抗表征技术;最后总结了SEI膜结构对LIBs离子传输、锂沉积和界面脱溶剂化等方面的影响。通过总结SEI膜的结构与LIBs性能之间的关系,以期靶向调控SEI膜结构提升锂离子电池性能。

关键词：膜固态电解质界面(SEI) 电解质锂离子电池电化学

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Mechanism of high-concentration electrolyte inhibiting the destructive effect of Mn(Ⅱ)on the performance of lithium-ion batteries

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Journal of Energy Chemistry 2023年第3期78卷 381-392,I0011页

作者： Xiaoling Cui Jinlong Sun dongni zhao Jingjing Zhang Jie Wang Hong Dong Peng Wang Junwei Zhang Shumin Wu Linhu Song Ningshuang Zhang Chunlei Li Shiyou Li School of Petrochemical Technology Lanzhou University of TechnologyLanzhou 730050GansuChina Key Laboratory of Low Carbon Energy and Chemical Engineering of Gansu Province Lanzhou 730050GansuChina Gansu Engineering Laboratory of Electrolyte Material for Lithium-ion Battery Baiyin 730900GansuChina

By optimizing electrolyte formulation to inhibit the deposition of transition metal ions(TMIs) on the surface of the graphite anode is an effective way to improve the electrochemical performance of lithium-ion *** present,it is generally believed the formation of an effective interfacial film on the surface of the anode electrode is the leading factor in reducing the dissolution of TMIs and prevent TMIs from being embedded in the *** ignores the influence of the solvation structures in the electrolyte system with different composition,and is not conducive to the design of the electrolyte formulation from the perspective of changing the concentration and the preferred solvent to inhibit the degradation of battery performance caused by TMIs *** this work,by analyzing the special solvation structures of the high-concentra tion electrolyte,we study the main reason why high-concentration electrolyte inhibits the destructive effect of Mn(Ⅱ) on the electrochemical performance of *** combining the potentialresolved in-situ electrochemical impedance spectroscopy technology(PRIs-EIS) and density functional theory(DFT) calculation,we find that Mn(Ⅱ) mainly exists in the form of contact ions pairs(CIPs) and aggregates(AGGs) in high-concentration *** solvation structures can reduce the destructive effect of Mn(Ⅱ) on battery performance from two aspects:on the one hand,it can rise the lowest unoccupied orbital(LUMO) value of the solvation structures of Mn(Ⅱ),thereby reducing the chance of its reduction;on the other hand,the decrease of Mn2+ions reduction can reduce the deposition of metallic manganese in the solid electrolyte interphase(SEI),thereby avoiding the continuous growth of the *** study can be provided inspiration for the design of electrolytes to inhibit the destructive effect of TMls on LIBs.

关键词： Lithium-ion battery High-concentration electrolyte Manganese deposition Solvation structures

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硅烷添加剂在锂离子电池电解液中的应用

硅酸盐学报 2021年第1期49卷 161-166页

作者：徐菲李世友赵冬妮杨莉王洁兰州理工大学石油化工学院兰州730050 甘肃省锂离子电池电解液材料工程实验室兰州730050

硅烷添加剂因具有高热稳定性、低可燃性、无毒性、高电导率和高分解电压等优点,近年来成为了锂离子电池电解液新型添加剂的研究热点。本文重点介绍了在硅烷电解液添加剂中Si—O结构、Si—N结构所发挥的作用以及机理,最后对硅烷添加剂的... 详细信息

硅烷添加剂因具有高热稳定性、低可燃性、无毒性、高电导率和高分解电压等优点,近年来成为了锂离子电池电解液新型添加剂的研究热点。本文重点介绍了在硅烷电解液添加剂中Si—O结构、Si—N结构所发挥的作用以及机理,最后对硅烷添加剂的进一步研究趋势和应用前景进行了展望。

关键词：锂离子电池电解液硅烷添加剂机理

趋近于幽暗而透明的微光读赵松小说集《隐》的笔记

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上海文化 2020年第11期 16-22页

作者：赵冬妮不详

1赵松始终在不断扩展他的文学创作。这一回的《隐》,就像有一大把残篇断简,把春秋时期的历史人物带回到现代世界里来,以往我们从未看清过的一些面容,现在从平缓的水面上浮现,那些裂开的历史碎片被粘合到一起,虽是道道弥痕,遍布沧桑,但... 详细信息

1赵松始终在不断扩展他的文学创作。这一回的《隐》,就像有一大把残篇断简,把春秋时期的历史人物带回到现代世界里来,以往我们从未看清过的一些面容,现在从平缓的水面上浮现,那些裂开的历史碎片被粘合到一起,虽是道道弥痕,遍布沧桑,但新的气息灌注其中,生动细微的神情里融有现代人的手感,很显然,这里面丝毫没有对两千多年前面孔的简单复制。

关键词：春秋时期赵松小说集文学创作历史碎片

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高浓度电解液对电极/电解液界面的影响

储能科学与技术 2021年第1期10卷 143-149页

作者：张晶晶崔孝玲赵冬妮杨莉王洁兰州理工大学甘肃兰州730050

高浓度电解液作为目前提高锂离子电池能量密度的重要途径,因其具有与低浓度电解液不同的特性而对锂离子电池电极/电解液界面的结构、化学组成及稳定性有着非常重要的调控作用,从而在改善电池体系的安全、循环稳定以及高倍率等电化学综... 详细信息

高浓度电解液作为目前提高锂离子电池能量密度的重要途径,因其具有与低浓度电解液不同的特性而对锂离子电池电极/电解液界面的结构、化学组成及稳定性有着非常重要的调控作用,从而在改善电池体系的安全、循环稳定以及高倍率等电化学综合性能方面有广阔的应用前景。本文主要综述了相对于低浓度电解液,高浓度电解液在近几年的应用中所体现的特殊优势,发现高浓度电解液在拓宽电解液电化学稳定窗口、抑制铝集流体腐蚀和防止石墨剥离等提高电解质与电极相容性方面取得了理想的效果。本文重点分析了高浓度电解液锂盐浓度对电极/电解液界面的影响机理,其中包括锂盐浓度的增加对锂盐阴离子在双电层中占位,锂盐阴离子与溶剂、锂离子之间形成的溶剂化结构以及对界面膜的结构和化学组成的改变,最终形成了薄而致密的界面膜。本文介绍了现有新型表征技术在高浓度电解液中特殊溶剂化结构和电极/电解液界面成膜过程中的应用,最后对高浓度电解液未来的发展和研究方向进行了展望。

关键词：锂离子电池高浓度电解液界面溶剂化相容性

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锰系正极材料电解液添加剂研究进展

化工新型材料 2019年第12期47卷 6-10页

作者：韩亚敏李世友赵冬妮王鹏兰州理工大学石油化工学院兰州730050 甘肃省锂离子电池电解液材料工程实验室兰州730050

从电极表面成膜及钝化集流体等方面,分别阐述锰酸锂、镍锰酸锂、三元、富锂锰基这4种锰系正极材料常用电解液添加剂的作用机理,综述了锰系正极材料电解液添加剂的研究进展,指出深入研究电解液复合添加剂的协同作用,有助于提高锂离子电... 详细信息

从电极表面成膜及钝化集流体等方面,分别阐述锰酸锂、镍锰酸锂、三元、富锂锰基这4种锰系正极材料常用电解液添加剂的作用机理,综述了锰系正极材料电解液添加剂的研究进展,指出深入研究电解液复合添加剂的协同作用,有助于提高锂离子电池的性能。

关键词：锰系正极材料电解液添加剂作用机理

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锂离子电池新型电解质锂盐的研究进展

化工新型材料 2016年第9期44卷 56-58页

作者：李世友赵冬妮崔孝玲薛宇宙唐凤娟兰州理工大学石油化工学院兰州730050

重点介绍了锂离子电池电解液中有机锂盐电化学性质及研究现状。所述新型电解质锂盐主要包括:含硼类锂盐、亚胺类锂盐及其他新盐。最后对新型电解质锂盐未来发展的趋势进行论述。

关键词：锂离子电池电解液锂盐含硼类锂盐亚胺类锂盐

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高镍三元正极材料镍钴铝酸锂的改性方法

功能材料 2021年第1期52卷 1064-1069页

作者：周心安傅小兰王超王博赵冬妮张飞龙李世友兰州理工大学石油化工学院兰州730050

高镍三元正极材料镍钴铝酸锂(NCA)因具有较高的能量密度和较低的成本,而拥有广阔的应用前景,但也存在阳离子混排严重、易发生结构相变和安全性能不佳等问题。为了解决这些问题,近年来对NCA材料进行了大量的改性研究。综述了NCA材料表面... 详细信息

高镍三元正极材料镍钴铝酸锂(NCA)因具有较高的能量密度和较低的成本,而拥有广阔的应用前景,但也存在阳离子混排严重、易发生结构相变和安全性能不佳等问题。为了解决这些问题,近年来对NCA材料进行了大量的改性研究。综述了NCA材料表面包覆、体相掺杂、梯度化和单晶化等最新改性方法,并对其研究方向进行了展望。

关键词：锂离子电池高能量密度正极材料镍钴铝酸锂改性方法