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An in-situ generated composite solid-state electrolyte towards high-voltage lithium metal batteries

Science China Chemistry 2022年第5期65卷 934-942页

作者： Qinglei Wang Tiantian Dong Qian Zhou Zili Cui xuehui shangguan Chenglong Lu Zhaolin Lv Kai Chen Lang Huang Huanrui Zhang Guanglei Cui Qingdao Industrial Energy Storage Research Institute Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess TechnologyChinese Academy of SciencesQingdao 266100China School of Materials Science and Engineering Linyi UniversityLinyi 276000China School of Materials Science and Engineering Ocean University of ChinaQingdao 266042China

The solid-state electrolyte(SSE) has promising applications in next-generation lithium(Li) metal batteries(LMBs) because of its significantly enhanced safety and more compatible interface characteristics than flammable traditional liquid ***,only a few attempts have achieved high-performance high-voltage LMBs,which is attributed to the fact that both high ionic conductivity and good compatibility with electrodes can hardly be achieved ***,a composite solid-state electrolyte(CSE) based on star-shaped siloxane-based polymer electrolyte coupled with Li_(6.75)La_(3)Zr_(1.75)Ta_(0.25)O_(12)(LLZTO)ceramic fillers is designed and prepared through a facile in-situ polymerization *** obtained CSE exhibits high ionic conductivity(i.e.,1.68 × 10^(-4) S cm^(-1) at a temperature of 60 ℃),superior anodic stability,and high Li-ion transference number(i.e.,0.53) because of the multifunctional synergistic effect of the polymer electrolyte with LLZTO ceramic ***,the as-developed CSE shows excellent compatibility with Li *** a result,the as-developed CSE enables the development of long-life 4.4-V-class solid-state LMBs with a Li CoO_(2) cathode,with 79.7% capacity retention and 99.74% average Coulombic efficiency after 500 cycles at a 0.5 C *** analysis of cycled batteries confirms that such superior battery performance can be mainly ascribed to the formation of a compatible electrode/electrolyte ***,excellent safety features can be observed in LiCoO_(2)/Li pouch *** work provides an important guide for the rational design of SSEs for high-voltage LMBs.

关键词： composite solid-state electrolyte in-situ lithium metal batteries high-voltage

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异氰酸酯抑制LiTFSI电解液铝集流体腐蚀研究

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盐湖研究 2024年第2期32卷 1-8页

作者：周静王青磊马奔李晨阳许梦霞王淑渝苏丽上官雪慧李法强临沂大学化学化工学院山东临沂276000 临沂大学材料科学与工程学院山东临沂276000

商用锂电池普遍采用六氟磷酸锂(LiPF_(6))电解液,但其热稳定性差、易水解。相比之下,双三氟甲烷磺酰亚胺锂(LiTFSI)热稳定性好、不易水解,有望替代LiPF_(6)。然而,LiTFSI电解液对集流体铝箔腐蚀,阻碍了其大规模实际应用。通过添加适量... 详细信息

商用锂电池普遍采用六氟磷酸锂(LiPF_(6))电解液,但其热稳定性差、易水解。相比之下,双三氟甲烷磺酰亚胺锂(LiTFSI)热稳定性好、不易水解,有望替代LiPF_(6)。然而,LiTFSI电解液对集流体铝箔腐蚀,阻碍了其大规模实际应用。通过添加适量异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI),有效解决了上述问题。研究表明,IPDI能够在铝集流体表面生成氮化铝(AlN)保护层,有效地抑制LiTFSI电解液对铝箔的腐蚀。同时,IPDI的引入可有效提高电解液的氧化稳定性,拓宽电化学窗口。此外,添加适量IPDI可改善LiTFSI电解液与锂金属的兼容性,抑制锂枝晶生长,提高Li/Cu沉积剥离库伦效率(CE)。更重要的是,IPDI的引入显著提升锂电池的循环性能和倍率性能,Li/LiFePO_(4)电池充放电循环400圈,容量保持率高达98%。本工作为抑制LiTFSI电解液对铝箔的腐蚀提供了新的设计思路和研究方向,能够促进LiTFSI电解液的实际应用。

关键词：锂电池异氰酸酯双三氟甲烷磺酰亚胺锂铝箔腐蚀

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聚环氧乙烷聚合物固态电解质的现状及改性策略

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高分子材料科学与工程 2022年第4期38卷 165-173页

作者：王青磊王涵马静上官跃伟颜文超上官雪慧李法强临沂大学材料科学与工程学院山东临沂276005 临沂泓润环境检测有限公司山东临沂276000

锂二次电池普遍采用有机碳酸酯液态电解质,存在易泄露、易燃烧、甚至爆炸等安全隐患;聚合物固态电解质能够有效克服传统液态电解质的缺陷,同时具有质量轻、可加工性好、与电极界面兼容性好等优点,在固态锂电池领域具有十分重要的应用前... 详细信息

锂二次电池普遍采用有机碳酸酯液态电解质,存在易泄露、易燃烧、甚至爆炸等安全隐患;聚合物固态电解质能够有效克服传统液态电解质的缺陷,同时具有质量轻、可加工性好、与电极界面兼容性好等优点,在固态锂电池领域具有十分重要的应用前景。聚环氧乙烷(PEO)固态电解质是研究最早、应用最广泛的聚合物固态电解质体系。文中综述了目前PEO聚合物固态电解质的现状,重点从离子电导率改性、电化学窗口改性、力学强度改性和阻燃性能改性4个方面介绍了其改性策略;最后,展望了PEO聚合物固态电解质的发展趋势。

关键词：锂二次电池聚合物固态电解质聚环氧乙烷改性策略

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锂电池高电压电解液

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化学进展 2023年第7期35卷 1077-1096页

作者：任启蒙王青磊李因文宋学省上官雪慧李法强临沂大学化学化工学院临沂276005 临沂大学材料科学与工程学院 276003

随着我国“碳达峰”、“碳中和”战略的实施,发展清洁能源、推进新能源产业发展已成为全社会共识。锂电池因高能量密度、高功率密度、长循环寿命和绿色环保等显著优势,已成为新一代储能设备。其发展对缓解能源危机、带动新旧动能转换、... 详细信息

随着我国“碳达峰”、“碳中和”战略的实施,发展清洁能源、推进新能源产业发展已成为全社会共识。锂电池因高能量密度、高功率密度、长循环寿命和绿色环保等显著优势,已成为新一代储能设备。其发展对缓解能源危机、带动新旧动能转换、实现“双碳”战略目标具有重要意义。为了进一步提高锂电池的能量密度,最有效的策略是采用高电压或高比容量的正极材料。然而,传统碳酸酯基电解液无法在高电压下稳定循环,因此拓宽电解液的电化学窗口尤为重要。本文总结了高电压电解液有机溶剂和添加剂的作用机理并探究了拓宽电解液电化学窗口的有效策略,同时对水系电解液、固态电解质、聚合物凝胶电解质的特性进行了归纳,最后对高电压电解液未来的发展和前景做出总结和展望,为锂电池高电压电解液的设计提供了科学依据。

关键词：锂电池高电压电化学电解液溶剂添加剂

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锂离子二次电池的回收与利用

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世界有色金属 2015年第9期40卷 12-14页

作者：李法强贾国凤王青磊上官雪慧中国科学院青海盐湖研究所西宁810008 中南大学化学化工学院长沙410083 中国科学院大学北京100039

目前,废旧锂离子电池对环境的污染和对人类健康的影响越来越受到人们的广泛关注。本文总结了目前商品化和主要的锂离子电池正极材料的回收方法和利用情况。同时还总结了几种普适性的锂电池正极材料金属元素的提取方法和采用精馏工艺对... 详细信息

目前,废旧锂离子电池对环境的污染和对人类健康的影响越来越受到人们的广泛关注。本文总结了目前商品化和主要的锂离子电池正极材料的回收方法和利用情况。同时还总结了几种普适性的锂电池正极材料金属元素的提取方法和采用精馏工艺对锂电池回收液回收NMP的方法。

关键词：锂离子电池回收利用正极材料 NMP

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锂离子电池高安全性阻燃电解液研究进展

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储能科学与技术 2018年第6期7卷 1040-1059页

作者：许高洁王晓陆迪姜苗苗黄苏琪上官雪慧崔光磊中国科学院青岛生物能源与过程研究所青岛储能产业技术研究院山东青岛266101 中国海洋大学化学化工学院山东青岛266100 青岛大学化学化工学院山东青岛266071 中国科学院青海盐湖研究所青海西宁810008

商品锂离子电池在机械冲击、热冲击和过充短路等滥用条件下易发生起火燃烧甚至爆炸。为了解决这一安全性问题,需要开发高安全性阻燃电解液取代传统易燃烧的碳酸酯电解液。本文综述了高安全性阻燃电解液的研究进展,首先介绍了燃烧机理、... 详细信息

商品锂离子电池在机械冲击、热冲击和过充短路等滥用条件下易发生起火燃烧甚至爆炸。为了解决这一安全性问题,需要开发高安全性阻燃电解液取代传统易燃烧的碳酸酯电解液。本文综述了高安全性阻燃电解液的研究进展,首先介绍了燃烧机理、阻燃机理和阻燃测试方法,再阐述锂离子电池对阻燃电解液的性质要求,并对阻燃电解液进行分类探讨,包括阻燃添加剂、阻燃溶剂(共溶剂)、高浓度阻燃电解液、离子液体和阻燃型凝胶聚合物电解质。重点对这些高安全性阻燃电解液的配方、阻燃效果、适用的电池体系进行详细阐述。最后对高安全性阻燃电解液未来的研究方向进行展望。

关键词：锂离子电池安全性阻燃电解液

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中国林学会二十世纪上半叶的历史沿革和发展

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学会 2002年第1期 15-18页

作者：上官秀玲中国林学会北京100091

中国林学会前身是1917年春成立的中华森林会,迄今已有82年的历史了,现拥有81000名会员,分布在全国各地,是我国创建时间最早、拥有学科较全、在国内外影响较大的自然学术团体之一.

关键词：中国林学会二十世纪上半叶历史发展历史变革

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