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石榴石型Li_(6.4)La_(3)Zr_(1.4)Ta_(0.6)O_(12)对Si/C负极表面固体电解质中间相的调控机制研究

无机材料学报 2022年第7期37卷 802-808,I0009-I0012页

作者：苏东良崔锦翟朋博郭向欣青岛大学物理科学学院青岛266071

硅(Si)负极在充放电过程中巨大的体积变化会导致固态电解质中间相(SEI)破裂和硅颗粒粉化,进而造成容量快速衰减。本研究报道了一种利用Li_(6.4)La_(3)Zr_(1.4)Ta_(0.6)O_(12)(LLZTO)固体电解质调节Si/C负极表面SEI成分的策略。将LLZTO... 详细信息

硅(Si)负极在充放电过程中巨大的体积变化会导致固态电解质中间相(SEI)破裂和硅颗粒粉化,进而造成容量快速衰减。本研究报道了一种利用Li_(6.4)La_(3)Zr_(1.4)Ta_(0.6)O_(12)(LLZTO)固体电解质调节Si/C负极表面SEI成分的策略。将LLZTO层均匀地涂覆在商用化聚丙烯(PP)隔膜表面,不仅提高了电解液对隔膜的润湿性,均匀化锂离子通量,并且增大了SEI中无机组分的比例,从而增强Si/C负极的界面稳定性。得益于上述优势,使用LLZTO修饰的PP隔膜所组装的锂离子电池表现出更为优异的循环稳定性和倍率性能。Li-Si/C半电池的可逆容量为876 mAh·g^(–1),在0.3C(1C=1.5 A·g^(–1))的倍率下,200次循环的容量保持率为81%;而LFP-Si/C全电池的比容量为125 mAh·g^(–1),在0.3C(1C=170mA·g^(–1))的倍率下循环100次后容量保持率为91.8%。该工作中LLZTO固体电解质调节了Si/C负极表面SEI成分,为开发高性能硅基锂离子电池提供了新思路。

关键词：固体电解质中间相成分调控石榴石型固体电解质 Si/C负极锂离子电池

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固态锂电池电极过程的原位研究进展

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化学学报 2021年第10期79卷 1197-1213页

作者：田建鑫郭慧娟万静刘桂贤严会娟文锐万立骏中国科学院化学研究所中国科学院分子纳米结构与纳米技术重点实验室中国科学院分子科学科教融合卓越中心北京分子科学国家研究中心中国科学院大学

固态锂电池(SSLBs)由于其安全性和潜在的高能量密度优势,被认为是下一代动力电池的重要发展方向.然而,目前仍存在固态电解质离子电导率低,电极/电解质界面兼容性和稳定性差等瓶颈问题.为了提高SSLBs的性能,阐明循环过程中电极、固态电... 详细信息

固态锂电池(SSLBs)由于其安全性和潜在的高能量密度优势,被认为是下一代动力电池的重要发展方向.然而,目前仍存在固态电解质离子电导率低,电极/电解质界面兼容性和稳定性差等瓶颈问题.为了提高SSLBs的性能,阐明循环过程中电极、固态电解质及其界面间的动态演化是至关重要的.在过去的几十年里,各种先进原位表征技术的出现,促进了对高性能锂电池内部工作机制的理解,推动了SSLBs进一步发展.本综述系统地介绍了近几年原子力显微镜、电子显微镜、X射线显微镜等成像表征技术和拉曼光谱、X-ray基技术、中子深度分析等成分分析技术的原位研究进展.重点分析了各类表征技术在SSLBs循环过程中形貌和组分的演化,包括正极材料的相变、形变,金属锂的沉积/溶解、锂枝晶生长,固态电解质结构演化和固体电解质中间相的形成,进一步加深了对固态锂电池的理解.

关键词：固态锂电池电极过程固体电解质中间相原位技术

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锂电池电极过程的原位电化学原子力显微镜研究进展

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中国科学：化学 2021年第3期51卷 264-280页

作者：万静沈珍珍文锐万立骏中国科学院化学研究所分子纳米结构与纳米技术重点实验室中国科学院分子科学科教融合卓越中心北京分子科学国家研究中心北京100190 中国科学院大学北京100049

随着人类对能源的使用与存储需求不断增加,高能量密度和高安全性能的二次锂电池体系正在被不断地开发与完善.深入理解充放电过程中锂电池内部电极/电解质界面的电化学过程以及微观反应机理,有利于指导电池材料的优化设计.原位电化学原... 详细信息

随着人类对能源的使用与存储需求不断增加,高能量密度和高安全性能的二次锂电池体系正在被不断地开发与完善.深入理解充放电过程中锂电池内部电极/电解质界面的电化学过程以及微观反应机理,有利于指导电池材料的优化设计.原位电化学原子力显微镜将原子力显微镜的高分辨表界面分析优势与电化学反应装置相结合,能够在电池运行条件下实现对电极/电解质界面的原位可视化研究,并进一步从纳米尺度上揭示界面结构的演化规律与动力学过程.本文总结了原位电化学原子力显微镜在锂电池电极过程中的最新研究进展,主要包括基于转化型反应的正极过程、固体电解质中间相的动态演化以及固态电池界面演化与失效分析.

关键词：电化学原子力显微镜电极/电解质界面转化型正极固体电解质中间相固态锂电池

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一些电化学交流阻抗复数平面图旋转的物理意义

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电化学 2013年第1期19卷 79-82页

作者：吴秉亮武汉大学化学与分子科学学院湖北武汉430072

本文讨论了电化学交流阻抗图中图形旋转的物理意义.电化学体系等效电路中的电容基本上属复数电容,由此推导出在这个假设下的阻抗极坐标公式,及其参数的数学表达式.实际上此表达式与很多电化学体系的实际阻抗谱相符,如:实际测量的理想极... 详细信息

本文讨论了电化学交流阻抗图中图形旋转的物理意义.电化学体系等效电路中的电容基本上属复数电容,由此推导出在这个假设下的阻抗极坐标公式,及其参数的数学表达式.实际上此表达式与很多电化学体系的实际阻抗谱相符,如:实际测量的理想极化电极的阻抗图并不是平行于虚轴的一条直线,而是其与实轴的交点顺时钟旋转了α角的直线,这时,即双层电容的耗散角;与RC并联电路有关的半圆阻抗图几乎都有同一方向的α角旋转,其值等于相关电容的耗散角.若明确了旋转的物理意义,由电化学阻抗谱拟合得到的参数均可表征体系的性质,这对于寻求某些特殊性能的电池体系将是有用的.

关键词：交流阻抗复数平面图旋转复数电容常相角元件固体电解质中间相

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