登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
电池进行首次充放电即是化成(formation),对注满电解液的电池进行一个激活,这时候开始形成SEI膜。研究发现,SEI膜的生长在首次充放电之后的几个循环内依然在生长。SEI的生长受到电解液的量/成分、充电电压/电流、温度等几个因素的影响。
电压。几个典型的电压有2V、1.7V、1V、0.8V等;,SEI膜的增长是在一定的电流密度下,与时间的平方根成线性关系。在深度放电和高温时候,SEI会增长叫厚。
电流。低电流密度时,Li2CO3首先形成,而ROCOOLi则延迟到电极放电结束前才开始形成;高电流密度时,ROCOOLi没有在膜中出现,膜中只含有Li2CO3,这使得膜的电阻变小,电容大。
温度。在-20℃时生成SEI膜循环性能最好,这是因为低温时形成的SEI膜致密、稳定,并且阻抗较低。Andersson认为在高温条件下,原来的SEI膜会遭到严重破坏,并在原来的膜上生成一层新的宏观膜(macroscopiclayer),宏观膜并不能像SEI膜一样覆盖于整个碳微粒的表面,结构也不完整,所以稳定性变差。高温条件下,原来的膜进行结构重整,膜的溶解与重新沉积使新的膜具有多孔的结构,从而使得电解液与电极产生进一步接触并继续还原。目前在锂离子电池制造商中普遍采用的化成后在30~60之间保温老化,以改善电池的循环性能和优化电池的贮存性能,就是基于在较高温度下SEI膜的结构重整之说。
化成及老化工艺对于电池的寿命发挥至关重要。下表是J.PowerSource列出的电池老化原理及性能影响。
在膜的生长中,一个无效的SEI层是困溶剂化锂源,可以导致金属锂集群的增长。在不断增长的SEI中,被困的溶剂化锂离子与电解液反应,增加表面积累的还原产物的浓度[9],显著增加电荷转移电阻[10]。在石墨表面积累的还原产物,降低了在SEI层的孔隙大小,导致减缓了Li+的嵌入/脱嵌动力学。整个循环过程中,SEI膜是不断变化的,大致如下图:
SEI膜的改性
SEI膜的形成主要受到石墨、电解液(溶剂、锂盐)的影响,改善也是从这三个方面进行.大致总结如下,如果是针对不同的石墨材料(人造石墨、MCMB、中间相微球)、电解液添加剂,展开较多,就不再展开。
闲话SEI膜
SEI是不是只是在石墨阳极上才有?
对于下一代负极材料硅负极,在首次充放电的时候同样会形成SEI膜。但是因为硅负极在千里嵌锂之后,体积变化比较大,内部的硅材料会crack,形成很多新表面,这些新表面与电解液接触,又会形成SEI膜,消耗Li+,造成很低的首效。
SEI是不是只是在阳极才有?
“LiNixCo1-xO2在不同有机电解液浸泡后的表面层,发现正极的钝化膜比较薄,只有1~2nm。与负极SEI膜相类似,钝化膜中有Li2CO3和LiF存在,ROCOOLi也被检出过。和负极SEI膜相同,其成分强烈依赖于电解质的种类:用LiClO4时有LiCl的生成;用LiPF6、LiBF4、LiSO3CF3时则有LiF、LixPOyFz的存在。Striebel[56]等研究了LiMn2O4循环过程中表面的SEI膜,发现由于正极材料的高电势,有机电解液的还原产物很不稳定,无机产物如LiF则能够稳定存在,成为SEI膜的主要成分。”看来也是有的。
理想的SEI膜是什么样?
翻译自文献“一个理想的SEI应该有最小的电子阻抗和最大的离子阻抗。SEI形成的动力学应该尽量快,这样有利于Li+的嵌入。换句话说,SEI的形成电压应该比Li+的嵌入电压稍高(bepositivethan…)。一个理想的SEI膜应该形貌和成分均匀。它应该包含想Li2CO3这种稳定的沉淀物。一个理想的SEI膜应该应该与碳层粘接良好,富有弹性,以此来对抗赋于变化的电化学环境和易胀的活性材料。”
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
固体电解质的锂硫电池(ASSLSB)就是一条非常清晰的指南针。聚合物电解质(SPE)的使用已成为推进ASSLSB未来部署的最有希望的方案,但是需要认识到基于SPE的ASSLSB实际可用能量密度和可循环性仍远未达到预期。对此必须对电解质进行正确的选择和深入理解,特别是离子导电的阴离子盐的正确选择和深入理解
近些年,锂/钠硫、锂/钠/钾系空体电池因具有高能量密度而被新能源研究者们所熟知。但是,碱金属电极的使用仍面临着一些严峻问题,例如高活性的碱金属与常用电解质之间是天然不稳定的,或者说他们之间常常反应生成粗糙且脆弱的SEI膜。为了抑制这种不利的化学反应以及金属枝晶的形成,提高电池的库伦效率
自从索尼公司推出首款商用锂离子电池以来,石墨类材料一直是负极材料的主流。石墨负极在嵌锂后电势快速降低,接近金属Li负极的电势,这一特性好的一方面是能够提升锂离子电池的电压,增加锂离子电池的能量密度,不好的一方面是过低的电势导致了碳酸酯类有机电解液的分解,从而形成了一层钝化层:固体电
为什么要化成?电池制造后,通过一定的充放电方式将其内部正负极物质激活,改善电池的充放电性能及自放电、储存等综合性能的过程称为化成。什么是化成?锂电芯的化成是电池的初使化,使电芯的活性物质激活,即是一个能量转换的过程。锂电芯的化成是一个非常复杂的过程,同时也是影响电池性能很重要的一
随着人们对锂离子电池能量密度要求的提高,越来越多的锂离子电池开始采用容量更高的NMC材料作为正极材料,NMC材料在存储的过程中存在过渡金属元素溶解的情况,特别是Mn元素,迁移到负极表面后会破坏负极表面SEI膜的结构,使得SEI膜的不断再生,消耗数量有限的Li,造成电池的容量不断的下降,特别是在高
4月23日,中关村储能产业技术联盟发布2024年3月储能电池产能统计。锂离子电池制造投资降温根据CNESA全球储能数据库的不完全统计,2024年3月,全国共有26家企业公开了电池项目规划,总产能超过233.53GWh(含计划/签约/开工/投产等),投资额超过987.16亿元,环比下降4.68%。储能电池总产能达到92.98GWh
2024年4月7日,为做好电动自行车废锂离子电池回收处置工作,提升电动自行车全链条管理水平,工业和信息化部节能与综合利用司组织召开电动自行车废锂离子电池回收体系建设座谈会,部分地方工业和信息化主管部门、自行车协会及电动自行车生产企业有关人员参加会议。会上,地方工信部门介绍了本地区在推动
北极星储能网获悉,3月19日,四川自贡市人民政府、内江市人民政府发布关于印发《承接产业转移创新发展示范区(内自合作园区)建设方案》(以下简称《方案》)的通知。《方案》指出,重点发展以电力为主的清洁能源、绿色新型装配建材,加快新型储能技术研发创新,围绕大容量液流、锂离子、钠硫、铅炭电
据常熟市人民政府新闻办公室官微消息,3月15日,苏州新中能源科技有限公司锂离子电池工厂二期项目在常熟经开区开工奠基。此次开工的新中能源锂离子电池二期项目计划总投资1亿美元,利用现有厂区空地,建设约35000平方米生产厂房,新增年产2GWH锂离子电池,投产后年产值将达15亿元人民币。
北极星储能网获悉,1月19日,江西省政府印发关于同意孚能科技(赣州)股份有限公司增资土耳其10GWh锂离子电池厂项目备案的通知。详情如下:江西省发展改革委关于同意孚能科技(赣州)股份有限公司增资土耳其10GWh锂离子电池厂项目备案的通知赣州市发展改革委:报来《关于恳请对孚能科技(赣州)股份有限公
2023年12月22日,厦门质检院承担的国家市场监管总局科技计划项目“锂离子动力电池系统失效模式与机理研究”和“基于数字孪生技术的锂电池产品质量安全风险检测”在南京顺利通过总局组织的专家验收。“锂离子动力电池系统失效模式与机理研究”通过对锂离子动力电池系统进行交变湿热、温度冲击、振动、机
139美元/千瓦时根据彭博新能源财经的调研,2023年容量加权锂离子电池组价格-14%电池组价格相比2022年的跌幅(按美元实际汇率计)72美元/千瓦时调研记录的最低电芯价格(文章来源微信公众号:彭博新能源财经ID:BloombergNEF)电池价格在2022年经历了史无前例的上涨,此后在2023年又重拾跌势。彭博新能
12月5日,云南省水富市举行年产5GWh锂离子电池生产基地项目签约仪式。据了解,年产5GWh锂离子电池生产基地项目总投资5亿元,项目分为3期建设。其中,一期项目建成后可实现产值3亿元。
北极星储能网获悉,12月4日,福建省厦门市科技局发布厦门市科技支撑碳达峰碳中和实施方案,其中提到,研发钠离子电池、锂离子电池、碳铅电池等电化学低成本高效储能技术。研发电池正极材料、负极材料、电池隔膜、电解液、电芯制造等低碳高效电池材料合成工艺与储能器件制备技术。研发磷酸铁锂电池等高
我国研发的新型锂离子电池,可经受“冰火两重天”考验,引发业内关注。如何提高锂离子电池的温度适应性能,一直是行业研究的热点和难点。近日,在第25届中国国际高新技术成果交易会上,一款由中国科学院深圳先进技术研究院(以下简称“深圳先进院”)最新研发的新型锂离子电池,可经受“冰火两重天”考
11月30日,四川省筠连县锂离子锂电池正极材料生产项目签约仪式举行。据了解,该项目将落户于四川筠连经开区海瀛功能区,总投资5亿元人民币,项目一期拟建设锂离子电池正极材料磷酸铁锂年产5000吨生产线,镍钴锰酸锂年产2000吨生产线,一期项目建成投产后,预估年产值可达6.5亿元左右。
丰田汽车10月12日发布声明,宣布同日本能源巨头出光兴产达成协议,将合作开发固体电解质的量产技术、提高生产率并建立供应链,旨在确保2027至2028年有搭载全固态电池的车辆上市,并在此后实现全面量产。根据声明,两家公司已成立数十人组成的工作组,共同致力于实现全面量产电动汽车用全固态电池。
为了研发能够让电动汽车(EV)的续航里程达到数百英里的可充电电池,科学家们都致力于用锂金属阳极取代现有电动汽车电池中使用的石墨阳极。但是,虽然锂金属可以将电动汽车的续航增加30%至50%,其也会缩短电池的使用寿命。因为会产生锂枝晶(树突),即电池多次充放电循环后在锂阳极上形成的微小的树状
美国能源部阿贡国家实验室的科学家,为西北大学最近领导的一项研究做出了贡献,该研究旨在了解固体电解质材料中的晶界。通过电子全息照相术和原子探针层析术两种强大的技术,科学家能够对材料体系进行3D可视化研究,并解决围绕晶界特性及其如何在电解质中影响电阻的困惑。盖世汽车讯固体电解质材料由几
全固态(硫化物)电池作为推动社会和人类进步的一项前沿科技,被日本科学界列入能够与5G、人工智能齐头并进的研究行列。它凭借其高安全性、高能量密度、耐高温、长寿命等优点,开创性的解决了传统有机电解液电池存在的寿命短、易燃、易爆等一系列问题,成为造福人类的一项颠覆性的突破技术。在新能源汽
据报道,郑州大学、清华大学和斯坦福大学的研究人员,联手开发液体锂硫和锂硒电池系统(简称SELL-S和SELL-Se)。这两种电池采用固体电解质,能量密度有望超过500wh/kg和1000wh/l,具备低的能量成本和良好的电化学循环稳定性,有望应用于规模化储能等领域。这些电池采用Li6.4La3Zr1.4Ta0.6O12(LLZTO)
目前广泛认为固体电解质(SE)是实现高能电池锂负极的重要一环。然而,最近的报道表明Li7La3Zr2O12(LLZO)和Li2S-P2S5中Li枝晶的形成实际上比液体电解质容易得多,然而机制尚未弄清。本文通过使用时间分辨原位中子深度剖析监测三种流行但有代表性的SE(LiPON,LLZO和非晶Li3PS4)锂沉积过程中Li浓度分
全固态锂离子电池具有高安全性同时可以提高电池能量和功率密度,实现具有长循环寿命的高性能全固态电池的当前挑战包括:由Li枝晶形成和通过固体电解质(SE)的渗透导致的短路以及由SE/电极界面处的SE分解引起的电池阻抗的增加。虽然已经进行了大量工作来改善固态电解质(SE)材料的Li+导电性,但是将它
可充电锂离子电池的目标是建立一种高能量密度,长循环稳定性,高倍率并安全运行的电池体系。这些目标可以通过探索新的电池材料或优化现有的电池组件来实现。为了促进电子和离子的迁移,研究者们引入了纳米级电极颗粒的概念,使活性颗粒能被电解液充分浸润。然而,纳米级颗粒的直接引入会导致能量密度的
富士通株式会社和日本理化学研究所最近公布,他们的联合研究小组在材料设计中应用第一原理计算与人工智能技术,对全固态锂离子电池的固体电解质组成做了预测、合成与评价试验,并进行了实际验证。结果证明,即使在较少数据下,通过与人工智能方法结合,仍可高效地找出最佳材料组成,大幅提高材料开发速
一.燃料电池简介1.定义燃料电池(FuelCells)是一种不需要经过卡诺循环的电化学发电装置,能量转化率高。燃料和空气分别送进燃料电池,电就被奇妙地生产出来。它从外表上看有正负极和电解质等,像一个蓄电池,但实质上它不能“储电”而是一个“发电厂”。由于在能量转换过程中,几乎不产生污染环境的含氮
材料基因组是近年来兴起的材料探索方法,其研究的关键是实现材料研发的“高通量”,即并发式完成“一批”而非“一个”材料样品的计算模拟、制备和表征,实现系统的筛选和优化材料,从而加快材料从发现到应用的过程。在锂电池中,从改善安全性的角度考虑,全固态锂电池被公认为未来二次电池的重要发展方
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!