《EES》实现超长电池寿命!并达到前所未有的循环稳定性 2024-07-28 15:44:41 自1991年问世以来,由于其高能量密度,锂离子电池(LIB)作为便携式电子设备和家用电器的电源备受关注。但是,为了代替为电动汽车(EV)的燃料提供动力的内燃发动机,当前最先进的LIB所提供的能量密度仍然不足以满足行驶里程阈值,从而使消费者担心会电量,也就是里程焦虑。除了电动汽车所需的高能量密度外,由于汽车使用寿命相对较长(要求约1000次充放电循环5至10年),因此预期使用寿命也较长。但是,有充分的文献证明,电池的高能量密度通常会转化为较差的循环稳定性,对于采用分层氧化物正极(例如Li [NixCoy(Al或Mn)1 x y] O2)的电池尤其如此。来自韩国汉阳大学等单位的研究人员对平均浓度为Li[Ni0.80Co0.05Mn0.15]O2的组成梯度正极进行氟掺杂,通过在8000次循环后保持其初始容量的78%,产生216毫安时每克的高放电容量,这具有前所未有的循环稳定性。相关论文以题为“Cation ordered Ni-rich layered cathode for ultra-long battery life”发表在Energy & Environmental Science。论文链接:https://doi.org/10.1039/d0ee03774e 不同于目前使用的分层正极,正极在100%放电深度(DOD)下循环,其DOD限制在60-80%,用以补偿容量衰减并保证所需的电池寿命。此外,正极的容量和循环稳定性很容易超过现有的最先进的电池,同时实现了超长循环寿命电动汽车(ev)800瓦时每公斤的的能量密度目标。正极的结构和化学稳定性是由组成梯度正极的组成分配和独特的微观结构以及通过透射电子显微镜发现的锂和过渡金属离子的有序位点混合提供的。f掺杂会导致TM平板中有序的Li占据,从而形成2ahexX 2ahexX chex超晶格,反之亦然,事实证明,f掺杂对于抑制深荷电状态下微裂纹的形成至关重要,并且可以在延长的过程中保持正极的结构稳定性。此外,本文所提出的正极允许在能量存储系统中回收使用过的电动汽车电池,从而通过减少CO2排放和与废弃电池处置相关的成本来减轻负面环境影响。 图1.掺F的GC80正极的结构细节。 图2.掺F的GC80正极的电化学性能。 图3.通过超晶格的形成由F掺杂引起的阳离子有序化。 图4.阳离子有序结构的结构稳定性和Li迁移势垒的理论计算。 图5.脱锂过程中GC80和F1-GC80正极的晶胞收缩。 图6.使用TEM和STXM对放电状态下循环正极的事后分析。在此,通过将f离子引入组成梯度的正极中,NCM正极在延长的循环时保持其容量的能力被提高到空前的水平(48000个循环)。该结果与以前的NCM正极长期循环文献数据相比是突出的,因为该正极以100%DOD循环,因此除了其极长的循环寿命外,还充分利用了其可用容量。F1-GC80正极显示出观察到的超长电池寿命的主要原因是阳离子的有序性,该阳离子有序地形成了2ahexX 2ahexX chex超晶格,这是由于通过交替占据TM板中的锂离子和Li板中的TM离子。F1-GC80正极的超长电池寿命有可能显着提高EV应用的能量密度,这是因为正极工作的100%DOD,从而为在ESS应用中回收使用的EV电池提供了机会,因此,通过减少二氧化碳排放量和废旧电池的处置成本,可以减轻环境压力。(文:SSC) 赞 (0) 相关推荐 三元锂和磷酸铁锂之争,谁更胜一筹? 目前,锂电池市场份额占比较大的,主要还是磷酸铁锂和三元锂电池这两种锂电池.两者均属于二次电池,都可以反复进行充放电使用.但由于正极材料的不同,在实际应用的性能上还是有很大的差别. 磷酸铁锂电池,就是指 ... 这三种锂电池,谁的性价比最高? 电池专家,锂电池.铅酸电池.汽车电池,行情一网打尽! " 目前,电动车行业所用的锂电池主要有三种,分别是锰酸锂.磷酸铁锂和三元材料.这三种锂电池的区别主要来自锂电池中使用的正极材料不同,而正 ... 美国加利福尼亚大学Richard B. Kaner课题组--具有共价接枝苯胺四聚体的3D石墨烯网络用于超长寿命超级电容器 导电聚合物聚苯胺(PANI)具有比电容高.成本低.环境友好等优点,被认为是一种很有前途的超级电容器赝电容电极材料.然而,聚苯胺在充放电过程中较差的循环稳定性限制了其广泛的实际应用.在此,提出了一种简单 ... 复旦周永宁课题组AEnM:调控钠占位方式提高P2型钠离子电池正极材料的电化学性能 MaterialsViews MaterialsViews 今天 锂离子电池快速商业化,促进了人类存储和利用清洁能源的效率,并广泛应用于移动通讯和新能源汽车领域.由于锂资源的分布不均和成本的不断攀升, ... Nature Energy:李巨/ Jaephil Cho最新正极包覆技术,绝不放过一个粒子! 未来的能源基础设施需要先进的正极活性材料,来使锂离子电池具有比现在更高的能量和功率密度,更长的循环寿命和更好的安全性,但高压和高倍率循环往往会导致加速退化.过早失效和安全问题.在探索新的阴极化学.在基 ... 【材料】山东大学徐立强教授团队:原位纳米化和溶剂化调制助力钾离子二次电池高稳定合金机制负极材料 导语 目前,锂资源储量有限且分布不均的形势给锂离子电池的发展和应用带来挑战,也促使新型二次电池等储能器件的发展.近些年,钾离子电池以钾储量丰富.电极电势低(K+/K很接近Li+/Li)等优势得到越来越 ... 攻克12000次超长循环寿命!宁德时代新型锂电池储能项目通过验收 近日,工信部产业发展促进中心在宁德时代组织召开会议,对宁德时代牵头承担的国家重点研发计划"智能电网技术与装备"重点专项"100MWh级新型锂电池规模储能技术开发及应用&q ... 三元锂PK磷酸铁锂,谁更适合电动车? 电池专家,锂电池.铅酸电池.汽车电池,行情一网打尽! 在电动车新国标.电池新国标以及国家政策的支持下,锂电池迎来了爆发式增长.目前国内的动力电池主要分为两个派系,根据正极材料的不同分为磷酸铁锂派和三元 ... 甜度27的七星女王葡萄,“秘方”处理后,果穗超长直出“爆炸果” 甜度27的七星女王葡萄,“秘方”处理后,果穗超长直出“爆炸果” iPhone 查看电池寿命、充电循环最新教程 果粉俱乐部 让科技更好的服务生活 点击上方「蓝字」加入我们 苹果 2017 年爆发的「降频门」事件让这家科技巨头遭遇了史上最大的品牌危机. 随后苹果向全球用户致歉,同时在 iOS 系统上加入了电池健康 ... 《自然》重磅:测序技术获重大突破!英国科学家发明新测序技术,能以前所未有的精确度研究人类任何组织的基... 科学家终于有能力以前所未有的精确度研究人类任何组织的基因变化了. 近日,来自英国桑格研究院的Iñigo Martincorena及其团队在<自然>期刊发表重要研究成果,他们提出了一项新的单 ... 梦幻唯美驰放女声超长版联播,每一首天籁女声都是那么优美动听! 梦幻唯美驰放女声超长版联播,每一首天籁女声都是那么优美动听! 韩天衡:篆刻艺术四十多年来是前所未有的繁荣 韩天衡四岁写字.六岁刻印,在方寸之间徜徉近八十年.他对篆刻艺术的感知.他在作品之外的心声,日前具化为一场展览,呈现给观众.历时五个多月的<心心相印--中国印文化大展>2021年5月5日在上 ... 五大工具超长培训教材,你学质量的杀手锏! 文章转自网络,如有侵权请联系删除. 一个命令教你查看笔记本电脑电池寿命还有多少? 我们知道,手机电池用久了会出现老化,不健康,比如我的手机电池就很差了. 笔记本电池也存在这种情况,但是怎么查看呢?今天教你一个命令来查看笔记本电脑电池的健康状况. 方法是:在左下角开始菜单右键,选择& ... iPhone电池寿命只剩80%?试试这2种方法,让它再战一年 使用苹果手机的用户都知道,iPhone有一项检测电池健康的功能. 点击加载图片 很多iPhone用户有个疑惑:当电池最大容量达到或低于80%时,到底该不该更换手机电池?今天,我们就针对这个问题来进行分 ... 研究表明,前所未有的干旱将出现在东亚内部,且是不可逆的 树木讲述了东亚内部的热浪和干旱历史.该图像显示了中国北部内蒙古的一个景观,一个苏格松的年轮样本. 根据一个国际气候科学家小组的说法,由于热浪的"恶性循环"--加剧了土壤的干燥,最终 ...