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原位固化对硅氧负极性能的影响
1
作者
张文
李爽
+1 位作者
陈诚
谌强
《储能科学与技术》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第4期1045-1050,共6页
利用聚合物单体与引发剂在加热情况下能自发聚合的特点,在硅负极电解液中引入高离子电导率单体和引发剂,注液后采用热聚合的方式制备了原位固化的硅负极电芯。通过充放电设备测试了电芯的循环、倍率等性能,通过扫描电子显微镜(SEM)、X...
利用聚合物单体与引发剂在加热情况下能自发聚合的特点,在硅负极电解液中引入高离子电导率单体和引发剂,注液后采用热聚合的方式制备了原位固化的硅负极电芯。通过充放电设备测试了电芯的循环、倍率等性能,通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射光谱仪(XRD)、电化学工作站以及压汞仪等表征测试手段,对硅负极极片形貌和电化学性能进行表征。结果表明,固化后电芯常温0.5 C循环次数为349周,相比于液态电芯的230周,循环次数提升51.74%,同时固化后硅负极极片膨胀率相比液态电芯降低4.6%,极片孔隙率降低3.8%,且减少了循环后EIS和DCIR的增长,电芯性能明显优于液态电芯。从极片表征结果看出,固化可以改善硅负极极片界面,在硅负极表面和极片孔隙内形成一层聚合物电解质层,避免硅负极在嵌锂时膨胀粉化脱落,并稳定极片离子和电子导电网络。本研究有助于推动硅负极应用,为高能量密度电池技术的研发提供实验依据。
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关键词
原位聚合
硅氧负极
极片界面
膨胀
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职称材料
气固流化床硅氧碳负极材料的宏量制备
被引量：
2
2
作者
肖哲熙
鲁峰
+6 位作者
林贤清
张晨曦
白浩隆
于春辉
何姿颖
姜海容
魏飞
《储能科学与技术》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第6期1739-1748,共10页
本工作基于流化床内气固相结构调控实现了流化床化学气相沉积技术批量制备锂离子电池高性能硅氧碳负极材料。针对硅氧碳负极这一类微米级细粉颗粒,颗粒间较强的范德华力使得其存在团聚严重难以流化,进而使得化学气相沉积过程中表面呈现...
本工作基于流化床内气固相结构调控实现了流化床化学气相沉积技术批量制备锂离子电池高性能硅氧碳负极材料。针对硅氧碳负极这一类微米级细粉颗粒,颗粒间较强的范德华力使得其存在团聚严重难以流化,进而使得化学气相沉积过程中表面呈现岛状沉积问题,显著影响电化学性能。本工作首先引入颗粒相压力构造颗粒类van derWaals状态方程,基于稳定性分析给出气固相调控相图,指导硅氧碳负极二次颗粒的设计,实现其能够在流化床中充分流化进行化学气相沉积碳包覆。稳定的流动状态在避免团聚的同时能够保证高效传质传热使得氧化硅颗粒表面碳层沉积由岛状生长转变为近层状生长,成功实现了氧化硅表面的均匀碳沉积。通过多种电化学测试表征分析,制备出的硅氧碳负极材料具有良好的循环及倍率性能。该技术目前已实现百公斤级中试生产,未来有望实现百吨级工业放大。
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关键词
气固相结构调控
流化床
化学气相沉积
稳定性分析
二次颗粒
硅
氧
碳
负极
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职称材料
高比能量锂离子电池的全周期安全性
被引量：
2
3
作者
张越超
高金津
+1 位作者
高秀玲
马华
《电池》
CAS
北大核心
2024年第5期682-687,共6页
高比能量锂离子动力电池及安全性一直是研究的重点。以高镍三元材料LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)(NCM811)为正极活性物质、石墨复合硅氧材料为负极活性物质,制备300 W·h/kg的动力锂离子电池,研究电池从制成到循环衰减至容量保...
高比能量锂离子动力电池及安全性一直是研究的重点。以高镍三元材料LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)(NCM811)为正极活性物质、石墨复合硅氧材料为负极活性物质,制备300 W·h/kg的动力锂离子电池,研究电池从制成到循环衰减至容量保持率为75%的全周期安全性变化。通过加热测试,评价热稳定性变化,通过针刺测试,评价内短路耐受性的变化,并通过差示扫描量热(DSC)、SEM、四探针测试,分析安全性能变化的机制。电池在容量保持率100%(循环前)、80%、75%时的热失控温度分别为167℃、161℃和143℃,针刺热失控深度分别为1.99 mm、2.52 mm和3.54 mm。随着循环的进行,硅氧负极的固体电解质相界面(SEI)膜持续大幅增加,导致热稳定性下降,内短路耐受性提高。电解液的减少,导致电池生命后期的热失控放热量下降。
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关键词
锂离子电池
高镍正极
硅氧负极
全周期安全性
热稳定性
内短路耐受性
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职称材料
题名
原位固化对硅氧负极性能的影响
1
作者
张文
李爽
陈诚
谌强
机构
天目湖先进储能技术研究院有限公司
出处
《储能科学与技术》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第4期1045-1050,共6页
文摘
利用聚合物单体与引发剂在加热情况下能自发聚合的特点,在硅负极电解液中引入高离子电导率单体和引发剂,注液后采用热聚合的方式制备了原位固化的硅负极电芯。通过充放电设备测试了电芯的循环、倍率等性能,通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射光谱仪(XRD)、电化学工作站以及压汞仪等表征测试手段,对硅负极极片形貌和电化学性能进行表征。结果表明,固化后电芯常温0.5 C循环次数为349周,相比于液态电芯的230周,循环次数提升51.74%,同时固化后硅负极极片膨胀率相比液态电芯降低4.6%,极片孔隙率降低3.8%,且减少了循环后EIS和DCIR的增长,电芯性能明显优于液态电芯。从极片表征结果看出,固化可以改善硅负极极片界面,在硅负极表面和极片孔隙内形成一层聚合物电解质层,避免硅负极在嵌锂时膨胀粉化脱落,并稳定极片离子和电子导电网络。本研究有助于推动硅负极应用,为高能量密度电池技术的研发提供实验依据。
关键词
原位聚合
硅氧负极
极片界面
膨胀
Keywords
in-situ solidification
silicon oxide anode
electrode interface
swelling
分类号
TM911 [电气工程—电力电子与电力传动]
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职称材料
题名
气固流化床硅氧碳负极材料的宏量制备
被引量：
2
2
作者
肖哲熙
鲁峰
林贤清
张晨曦
白浩隆
于春辉
何姿颖
姜海容
魏飞
机构
清华大学化工系
硅源新能材料有限公司
出处
《储能科学与技术》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第6期1739-1748,共10页
基金
国家自然科学基金项目(21908125)。
文摘
本工作基于流化床内气固相结构调控实现了流化床化学气相沉积技术批量制备锂离子电池高性能硅氧碳负极材料。针对硅氧碳负极这一类微米级细粉颗粒,颗粒间较强的范德华力使得其存在团聚严重难以流化,进而使得化学气相沉积过程中表面呈现岛状沉积问题,显著影响电化学性能。本工作首先引入颗粒相压力构造颗粒类van derWaals状态方程,基于稳定性分析给出气固相调控相图,指导硅氧碳负极二次颗粒的设计,实现其能够在流化床中充分流化进行化学气相沉积碳包覆。稳定的流动状态在避免团聚的同时能够保证高效传质传热使得氧化硅颗粒表面碳层沉积由岛状生长转变为近层状生长,成功实现了氧化硅表面的均匀碳沉积。通过多种电化学测试表征分析,制备出的硅氧碳负极材料具有良好的循环及倍率性能。该技术目前已实现百公斤级中试生产,未来有望实现百吨级工业放大。
关键词
气固相结构调控
流化床
化学气相沉积
稳定性分析
二次颗粒
硅
氧
碳
负极
Keywords
gas-solid phase structure regulation
fluidized bed
chemical vapor deposition
stability analysis
secondary particle
SiO_(x)@C anode
分类号
O646.5 [理学—物理化学]
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职称材料
题名
高比能量锂离子电池的全周期安全性
被引量：
2
3
作者
张越超
高金津
高秀玲
马华
机构
天津市捷威动力工业有限公司
出处
《电池》
CAS
北大核心
2024年第5期682-687,共6页
文摘
高比能量锂离子动力电池及安全性一直是研究的重点。以高镍三元材料LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)(NCM811)为正极活性物质、石墨复合硅氧材料为负极活性物质,制备300 W·h/kg的动力锂离子电池,研究电池从制成到循环衰减至容量保持率为75%的全周期安全性变化。通过加热测试,评价热稳定性变化,通过针刺测试,评价内短路耐受性的变化,并通过差示扫描量热(DSC)、SEM、四探针测试,分析安全性能变化的机制。电池在容量保持率100%(循环前)、80%、75%时的热失控温度分别为167℃、161℃和143℃,针刺热失控深度分别为1.99 mm、2.52 mm和3.54 mm。随着循环的进行,硅氧负极的固体电解质相界面(SEI)膜持续大幅增加,导致热稳定性下降,内短路耐受性提高。电解液的减少,导致电池生命后期的热失控放热量下降。
关键词
锂离子电池
高镍正极
硅氧负极
全周期安全性
热稳定性
内短路耐受性
Keywords
Li-ion battery
nickel-rich cathode
SiO x anode
full cycle safety
thermal stability
internal short-circuit resistance
分类号
TM912.9 [电气工程—电力电子与电力传动]
TD98 [矿业工程—选矿]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
原位固化对硅氧负极性能的影响
张文
李爽
陈诚
谌强
《储能科学与技术》
CAS
CSCD
北大核心
2023
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
气固流化床硅氧碳负极材料的宏量制备
肖哲熙
鲁峰
林贤清
张晨曦
白浩隆
于春辉
何姿颖
姜海容
魏飞
《储能科学与技术》
CAS
CSCD
北大核心
2022
2
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
高比能量锂离子电池的全周期安全性
张越超
高金津
高秀玲
马华
《电池》
CAS
北大核心
2024
2
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职称材料
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