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科技工作者之家 2020-03-01
来源:纳米人
第一作者:侯俊波
通讯作者:侯俊波、王德宇、章俊良
通讯单位:中国科学院宁波材料技术与工程研究所、上海交通大学
锂离子电池(LIB)现已成为消费电子产品和电动汽车的主要电源技术。为了确保环境的可持续性,LIB必须能够在-40至60°C的极端温度下保持良好性能。现已报道了很多可以耐受极端温度条件的电池技术,但温故才能知新,上海交通大学章俊良,侯俊波和中国科学院宁波材料技术与工程研究所王德宇等人发表综述,从材料的角度全面总结了可在零下和高温条件下运行的LIB最新研究进展。
本文要点
要点1. 目前,LIB中常用的电解质无法在-40°C下使用,因为在该温度下电解质电导率降至1 mS cm-1以下,电导率降低的原因与零下温度介电常数和粘度变化直接相关。
要点2. 电荷转移电阻实际上至少包含Li +去溶剂化和Li通过SEI的迁移两个部分。这证实了去除Li +溶剂是Li +进入电极内部最耗能的步骤,并且当温度降至-20°C以下时,这种能垒变得更加明显。
要点3. 高温会提高负极和正极的电子能级,并使HOMO / LUMO移动并缩小它们之间的间隙,从而使原始SEI和CEI在高温下不稳定,而化学或电化学反应的产物会引入链反应不利于SEI和CEI的形成,反而会对LIB电化学产生负面影响。
要点4.SEI和CEI在较高温度下都会变厚,并且阻抗会随充电/放电周期的增加而增加。高温下的性能损失可归类为倍率能力的损失,这是由于Li +迁移数的减少,有效锂源损失引起的一次活性物质(Li +)损失以及活性物质降解引起的二次活性物质损失,其中二次活性物质损失占主导地位。
参考文献
Junbo Hou, et al. Fundamentals and Challengesof Lithium Ion Batteries at Temperatures between −40 and 60 °C, Adv. Energy Mater. 2020
DOI: 10.1002/aenm.201904152
https://doi.org/10.1002/aenm.201904152
来源:nanoer2015 纳米人
原文链接:http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzUxMDg4NDQ2MQ==&mid=2247517570&idx=5&sn=a8591eb97a45fa60fe4e31edd910cc8f&chksm=f97eea80ce09639677ce37b7c34794899b2cf3398a9bd39d57b3f76d5eb14c3628b543493251&scene=27#wechat_redirect
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