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聚合物锂离子二次电池 被引量:1
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作者 赵培正 赵林治 杨书廷 《河南师范大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 2002年第3期54-57,共4页
聚合物锂离子二次电池是一种新型锂离子电池 ,既具有锂离子电池的优点又具有易于薄型化和改变形状的特点 ,符合便携式电器小型化趋势的要求 ,已成为电池研究开发的又一热点 .本文从贝尔塑料锂离子电池出发 。
关键词 聚合物 离子电池 离子电池 凝胶电解质 聚合物电解质 塑料化电极 贝尔电池
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三菱化学子公司与宁德时代签署锂离子二次电池专利技术许可协议
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作者 《现代化工》 北大核心 2025年第S1期16-16,共1页
5月15日,三菱化学公告称其子公司MU Ionic Solutions株式会社(下称“MUIS”)与宁德时代新能源科技股份有限公司(下称“CATL”)就MUIS持有的锂离子二次电池相关专利达成技术许可协议。MUIS长期着眼于正极材料与电解液界面作用,成功开发... 5月15日,三菱化学公告称其子公司MU Ionic Solutions株式会社(下称“MUIS”)与宁德时代新能源科技股份有限公司(下称“CATL”)就MUIS持有的锂离子二次电池相关专利达成技术许可协议。MUIS长期着眼于正极材料与电解液界面作用,成功开发出基于二氟磷酸盐的正极界面控制技术(MP1 Technology),并持有该技术相关的多项专利。此次,MUIS与CATL就MP1 Technology相关专利之技术许可事宜达成一致并签署协议。 展开更多
关键词 许可协议 专利技术 三菱化学 离子电池
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用于锂电池的离子型聚合物合成及其性能
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作者 王怀姣 韩善涛 陈茂 《功能高分子学报》 北大核心 2025年第1期13-32,共20页
离子型聚合物因其高分子链上的共价连接离子基团理化性质独特而具有重要的科研价值和应用前景,且在锂电池等新能源领域得到了应用。离子型单体聚合与聚合物后修饰是合成离子型聚合物的两种主要途径。本文概述了通过两类方法制备的阳离... 离子型聚合物因其高分子链上的共价连接离子基团理化性质独特而具有重要的科研价值和应用前景,且在锂电池等新能源领域得到了应用。离子型单体聚合与聚合物后修饰是合成离子型聚合物的两种主要途径。本文概述了通过两类方法制备的阳离子型、阴离子型和两性离子型聚合物,及其在锂电池电解质、电极保护涂层、电极黏结剂方面的研究进展。鉴于重复结构单元、离子基团种类等因素对材料电导率、迁移数、电化学稳定性、力学强度等性能的显著影响,推动设计合成新结构离子型聚合物,深入展开结构与性能关系研究,有助于进一步研发能够满足特定应用需求的高性能材料,推动发展新一代安全高效且性能稳定的储能设备。 展开更多
关键词 离子聚合物 自由基聚合 电池 聚电解质 含氟聚合物
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二维二氧化硅改性聚环氧乙烷基固态聚合物电解质用于增强锂离子电池性能 被引量:1
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作者 罗志洪 石雁 +5 位作者 安金钰 郑德一 李龙 欧阳全胜 石斌 邵姣婧 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1005-1014,共10页
通过改性由酸蚀二维蛭石制备的二维二氧化硅,得到带正电荷的二维介孔二氧化硅(PSN+)纳米片,并将PSN+用作聚环氧乙烷(PEO)基固体聚合物电解质(SPEs)的填料。由于PSN+具有丰富的正电荷,PSN^(+)与锂盐解离的阴离子能够有效结合,从而促进锂... 通过改性由酸蚀二维蛭石制备的二维二氧化硅,得到带正电荷的二维介孔二氧化硅(PSN+)纳米片,并将PSN+用作聚环氧乙烷(PEO)基固体聚合物电解质(SPEs)的填料。由于PSN+具有丰富的正电荷,PSN^(+)与锂盐解离的阴离子能够有效结合,从而促进锂离子的运输,获得较好的锂离子转移数。在50℃时,基于PSN^(+)的SPEs表现出较高的离子电导率(7.5×10^(-5)S·cm^(-1)),锂离子迁移数为0.30,稳定电压窗为4.41 V。因此,组装后的LiFePO_(4)锂电池在50℃、0.2C下具有优异的初始放电比容量(155.7 m Ah·g^(-1)),在循环100次后容量保持率为97.1%。 展开更多
关键词 离子电池 固态聚合物电解质 填料 氧化硅
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锂离子/聚合物二次电池及其界面研究的成就 被引量:5
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作者 龚克成 马文石 《材料导报》 EI CAS CSCD 1996年第3期56-61,共6页
1994年底至1995年春,日、美先后推向市场的薄膜型锂离子/聚合物二次电池,能量密度高达250Wh/L,充放电循环寿命大于1500次。综述了该电池研究开发中的关键之一——两相界面层纳米相分离或纳米孔隙的形成与控制,提高离子容量和传递转换速... 1994年底至1995年春,日、美先后推向市场的薄膜型锂离子/聚合物二次电池,能量密度高达250Wh/L,充放电循环寿命大于1500次。综述了该电池研究开发中的关键之一——两相界面层纳米相分离或纳米孔隙的形成与控制,提高离子容量和传递转换速率等所取得的成就,并指出了喜人的前景。 展开更多
关键词 离子 聚合物 电池 界面结构 界面控制
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凝胶聚合物电解质用于锂离子电池的研究进展
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作者 侯朝霞 王旭丹 +3 位作者 王悦 孔佑健 高旭 王颢然 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期53-58,共6页
电解质在电化学储能中起着至关重要的作用。在锂离子电池(LIB)中,液体电解质(LE)在几十年的发展中表现出了优异的性能,如高的离子电导率(10-3 S/cm)和与电极良好的接触。然而,LE中的安全问题以及由枝晶生长引起的性能退化严重阻碍了LIB... 电解质在电化学储能中起着至关重要的作用。在锂离子电池(LIB)中,液体电解质(LE)在几十年的发展中表现出了优异的性能,如高的离子电导率(10-3 S/cm)和与电极良好的接触。然而,LE中的安全问题以及由枝晶生长引起的性能退化严重阻碍了LIB的实际应用。因此,聚合物电解质(PE)有望取代LE。固体聚合物电解质(SPE)虽然有很好的安全性和机械性能,但其受温度限制,离子电导率较低,且与电极接触较差,电池循环性较差。凝胶聚合物电解质(GPE)结合两者的优点,被认为是现有有机液体电解质的有效替代品,它可以用来制造更安全的锂电池。对现有聚合物基体的交联、共聚和混合改性——能够提高电解质的电化学性能的方法进行了综述。同时也对GPE在LIB中的最新研究进展进行了综述,并介绍了新型生物基凝胶电解质基体。最后,展望了制造性能优异的基于GPEs的LIB电池面临的挑战和发展方向。 展开更多
关键词 离子电池 凝胶聚合物电解质 聚合物基体
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构建一维铜基配位聚合物作为锂离子电池正极材料 被引量:1
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作者 姜清艳 沙彦勇 +5 位作者 陈晨 陈晓娟 刘文龙 黄浩 刘洪江 刘琦 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2024年第4期657-668,共12页
合成了一种新型的一维(1D)羰基配位聚合物[Cu(BGPD)(DMA)(H2O)]·DMA(记为Cu-BD,H2BGPD=N,N’-双(甘氨酰)均苯四甲酸二酰亚胺,DMA=二甲基乙酰胺),并考察了其用作锂离子电池正极材料的电化学性能。电化学测试结果表明,Cu-BD正极在50 ... 合成了一种新型的一维(1D)羰基配位聚合物[Cu(BGPD)(DMA)(H2O)]·DMA(记为Cu-BD,H2BGPD=N,N’-双(甘氨酰)均苯四甲酸二酰亚胺,DMA=二甲基乙酰胺),并考察了其用作锂离子电池正极材料的电化学性能。电化学测试结果表明,Cu-BD正极在50 mA·g^(-1)的电流密度下循环100圈后仍然保留50 mAh·g^(-1)的比容量,具有较好的循环稳定性。Cu-BD电极反应机理研究表明,BGPD2-配体和Cu(Ⅱ)离子在充放电过程中都可能参与了电子转移过程。 展开更多
关键词 Cu(Ⅱ) 配位聚合物 羰基化合物 离子电池 电极材料
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聚合物及离子液体电解质在锂二次电池中的应用 被引量:1
8
作者 古桂芬 李院华 +3 位作者 周成冈 邢旭伟 杨问华 吴金平 《应用化工》 CAS CSCD 2008年第2期211-214,共4页
系统地介绍了锂离子二次电池电解质,特别是聚合物电解质及离子液体电解质的应用研究现状。开发具有高能量密度、稳定的充放电性能、循环寿命长、可塑性、高安全性与低成本的锂离子电池是当前的研究热点。离子液体具有较高的离子电导率... 系统地介绍了锂离子二次电池电解质,特别是聚合物电解质及离子液体电解质的应用研究现状。开发具有高能量密度、稳定的充放电性能、循环寿命长、可塑性、高安全性与低成本的锂离子电池是当前的研究热点。离子液体具有较高的离子电导率、宽电化窗口,且无蒸汽压,而聚合物具有良好的机械加工性能。二者的结合将为锂离子电池电解质的研究提供了新的开发思路。 展开更多
关键词 离子电池 电解质 离子液体 聚合物电解质
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锂离子电池中凝胶聚合物电解质研究进展
9
作者 杨舢 吴朝军 陈业红 《中国造纸》 CAS 北大核心 2024年第11期116-125,共10页
当前锂离子电池多采用有机液态电解质,在遭受外部冲击时,有毒且易燃的液态电解质会发生泄露,若采用凝胶态电解质便能避免多种危险。使用凝胶聚合物电解质替代传统有机液态电解质来解决液态电解质易泄露问题成为研究热点之一。本文介绍了... 当前锂离子电池多采用有机液态电解质,在遭受外部冲击时,有毒且易燃的液态电解质会发生泄露,若采用凝胶态电解质便能避免多种危险。使用凝胶聚合物电解质替代传统有机液态电解质来解决液态电解质易泄露问题成为研究热点之一。本文介绍了5种不同基质的凝胶电解质的研究现状,包括研究最早的聚乙烯氧化物(PEO)基凝胶电解质,具有较高玻璃化转换温度的偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物(PVDF-HFP)基凝胶电解质等。对比分析了原位制备与非原位制备方法,包括工艺简单的高能电子束辐射方法、技术成熟的静电纺丝方法等。深入剖析了各种制备技术的原理,最后对其在锂离子电池中应用前景进行了展望。 展开更多
关键词 凝胶聚合物 电解质 离子电池
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锂离子二次电池用全固态聚合物电解质的研究进展
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作者 袁芳 陈红征 汪茫 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第z1期1801-1806,共6页
对固体聚合物电解质的发展历程以及对全固态聚合物电解质中的离子传导作了介绍,着重对提高室温电导率的途径进行评述,并结合自己的工作对其存在的问题和今后的发展作出展望.
关键词 固体聚合物电解质(SPE) 离子电池 离子电导率
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锂离子电池硅负极用聚合物黏结剂研究进展 被引量:2
11
作者 方靖 杨续来 +1 位作者 戴涛 孙菲 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期3811-3825,共15页
硅材料因其高比容量和较低的嵌锂电位等独特优势,被视为下一代锂离子电池负极材料的有力竞争者。然而,在锂离子脱嵌过程中产生的较大体积变化导致硅活性材料的粉碎和破裂,进而降低电池的循环性能。目前主要对硅负极材料进行改性来解决... 硅材料因其高比容量和较低的嵌锂电位等独特优势,被视为下一代锂离子电池负极材料的有力竞争者。然而,在锂离子脱嵌过程中产生的较大体积变化导致硅活性材料的粉碎和破裂,进而降低电池的循环性能。目前主要对硅负极材料进行改性来解决该问题,包括纳米化、碳包裹、合金化和使用聚合物黏结剂复合等方法,并取得了一定成效。其中,纳米化与合金化是从硅材料颗粒本体降低体积膨胀,而碳包裹和聚合物黏结剂复合技术则旨在从硅材料颗粒外部来抑制其体积膨胀的同时改善硅负极材料的导电性。本文首先阐述了硅负极材料的脱嵌锂机制及过程中存在的主要问题;其次,着重从黏结剂对提升硅负极稳定性的作用机理方面,总结了聚合物黏结剂复合对硅负极电化学性能提升的相关研究进展,包括使用三维结构黏结剂抑制硅负极的体积膨胀、引入自愈黏结剂实现硅负极的弹性体积膨胀以及采用导电黏结剂提高硅负极整体导电性等;最后,对硅负极聚合物黏结剂的发展前景进行了展望。本综述对提升硅基负极的应用具有重要作用,也对未来黏结剂的研发具有一定的启示作用。 展开更多
关键词 离子电池 硅负极 机理 聚合物黏结剂
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聚合物电解质在锂二次电池中的应用 被引量:7
12
作者 唐致远 薛建军 +1 位作者 李建刚 杨敬武 《电池》 CAS CSCD 北大核心 2000年第5期222-224,共3页
采用聚合物电解质能够有效地提高锂二次电池性能。良好电导率、高锂离子迁移数、宽电化学窗口是聚合物电解质应用于锂二次电池中的关键。在此基础上讨论了各类聚合物电解质的电化学性能和应用范围。
关键词 聚合物电解质 电池 电化学性能
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聚吡咯作锂/聚合物二次电池正极的研究 被引量:4
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作者 任丽 成国祥 +1 位作者 朱嫦娥 王立新 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期222-225,共4页
以聚吡咯/二氧化硅(PPy/S iO2)纳米复合材料作正极,组装成锂/聚吡咯二次电池。初步探讨了集电极、隔膜厚度、正极活性材料堆密度及过充放电对电池性能的影响。结果表明,以铝箔作为集电极制备的电池,其比容量和充放电效率较以铝网作集电... 以聚吡咯/二氧化硅(PPy/S iO2)纳米复合材料作正极,组装成锂/聚吡咯二次电池。初步探讨了集电极、隔膜厚度、正极活性材料堆密度及过充放电对电池性能的影响。结果表明,以铝箔作为集电极制备的电池,其比容量和充放电效率较以铝网作集电极为优。正极片的成型压力为20M Pa时,电池的性能最优。隔膜的薄厚对正极材料的容量影响不大,但对充放电效率的影响显著。隔膜越厚,循环效率越低;隔膜越薄,循环效率越高。 展开更多
关键词 聚吡咯 /聚合物电池 正极 复合材料
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自由基聚合物锂二次电池正极材料 被引量:3
14
作者 邓凌峰 李新海 +1 位作者 肖立新 张云河 《电池》 CAS CSCD 北大核心 2004年第2期93-95,共3页
PTMA[聚(2,2,6,6 四甲基哌啶 4 甲基丙烯酸酯 1 氮氧自由基)]的循环伏安曲线(扫描速度:10mV/s)表明PTMA具有良好的氧化还原反应可逆性和循环稳定性。PTMA的最大放电比容量为78 4mAh/g[以0 3mA(0 2C)充放电],是它理论比容量(111mAh/g)的7... PTMA[聚(2,2,6,6 四甲基哌啶 4 甲基丙烯酸酯 1 氮氧自由基)]的循环伏安曲线(扫描速度:10mV/s)表明PTMA具有良好的氧化还原反应可逆性和循环稳定性。PTMA的最大放电比容量为78 4mAh/g[以0 3mA(0 2C)充放电],是它理论比容量(111mAh/g)的70 6%,充放电曲线分别在3 65V(vs Li/Li+)和3 56V(vs Li/Li+)处有一个很平稳的平台,经过100次循环后电池的放电比容量相对于最大放电比容量只衰减了2%,以10C的充电速度6min能充满电池容量的85 5%,表明锂/PTMA扣式电池具有优良的循环性能和快速充放电性能。 展开更多
关键词 正极材料 电池 自由基聚合物 电化学性能 循环伏安曲线
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锂硫聚合物二次电池关键材料研究进展 被引量:3
15
作者 何向明 任建国 +5 位作者 王莉 蒲薇华 李建军 王久林 万春荣 姜长印 《中国工程科学》 2007年第2期68-73,共6页
报告了在复合型纳米硫正极材料、纳米储锂合金负极材料和用原位合成工艺掺入纳米二氧化硅的凝胶型聚合物电解质的研制方面所取得的进展;所研制的复合型纳米硫正极材料与凝胶电解质及锂金属负极配合制成扣式实验电池进行测试,容量已达到7... 报告了在复合型纳米硫正极材料、纳米储锂合金负极材料和用原位合成工艺掺入纳米二氧化硅的凝胶型聚合物电解质的研制方面所取得的进展;所研制的复合型纳米硫正极材料与凝胶电解质及锂金属负极配合制成扣式实验电池进行测试,容量已达到700 mAh/g,发现该材料放电电压是现有锂钴氧材料放电电压的一半,双电池串联可以与现有锂钴氧材料电池互换;采用微乳液新工艺合成的Cu-Sn纳米合金材料,以石墨与金属锡复合的材料,以及以金属氧化物作为原料,采用乳液法制备碳微球镶嵌金属锡的球形复合材料等高容量负极材料取得了较大的进展,并尝试了利用锂钴氮化物补偿负极的首次不可逆容量损失;合成的Poly(AN-MMA)共聚物和Poly(AN-BuA)共聚物制备的凝胶电解质均取得进展,可望制作出以纳米锂合金为负极、固态聚合物为电解质和纳米硫复合材料为正极的高比能量电池。 展开更多
关键词 聚合物 纳米复合硫 凝胶电解质 合金负极 电池
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基于AFFRLS-MIAUKF算法的锂离子电池SOC估算
16
作者 王君瑞 李进 +1 位作者 季长江 谭露 《现代电子技术》 北大核心 2025年第10期7-14,共8页
在锂离子电池荷电状态(SOC)估算过程中,建立合适的模型是第一步,模型中参数的辨识精度对估算SOC至关重要。为提高锂离子电池SOC的估算精度,提出一种基于自适应遗忘因子递推最小二乘(AFFRLS)与多新息自适应无迹卡尔曼滤波(MIAUKF)相结合... 在锂离子电池荷电状态(SOC)估算过程中,建立合适的模型是第一步,模型中参数的辨识精度对估算SOC至关重要。为提高锂离子电池SOC的估算精度,提出一种基于自适应遗忘因子递推最小二乘(AFFRLS)与多新息自适应无迹卡尔曼滤波(MIAUKF)相结合的算法来估算电池SOC。以三元锂电池为实验对象,建立二阶RC等效电路模型,采用离线辨识和自适应遗忘因子递推最小二乘两种方法实现模型参数的辨识。在复合脉冲功率特性实验(HPPC)工况下,使用AFFRLS-MIAUKF算法对锂离子电池SOC进行估算,并与离线辨识MIAUKF算法和UKF算法相对比。实验结果表明,AFFRLS-MIAUKF算法具有更高的精度,平均误差能保持在0.5%以内。 展开更多
关键词 离子电池 电池荷电状态估算 无迹卡尔曼滤波 自适应遗忘因子递推最小 多新息理论 等效电路模型
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聚合物锂离子电池隔膜的研究进展
17
作者 王晓 蔡戬 盛德星 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期154-164,共11页
近些年来,随着便携式电子产品的普及和对新能源需求的增长,锂离子电池因其能量密度高、寿命长、自放电率低等优点而受到广泛关注。然而,锂离子电池隔膜作为锂电池的重要组件,在材料创新、制备工艺、性能优化等方面仍然存在挑战,因此,开... 近些年来,随着便携式电子产品的普及和对新能源需求的增长,锂离子电池因其能量密度高、寿命长、自放电率低等优点而受到广泛关注。然而,锂离子电池隔膜作为锂电池的重要组件,在材料创新、制备工艺、性能优化等方面仍然存在挑战,因此,开发新型聚合物锂离子电池隔膜技术成为未来潜在的重要课题之一。介绍了纤维素、纳米复合等手段以用于开发新型聚合物隔膜材料,综述了先进的隔膜制造技术如静电纺丝、真空抽滤、表面涂覆、层层自组装等方法的最新研究进展,揭示了隔膜微观结构的调控以提高锂离子在隔膜中的传输效率,并阐述了锂离子电池热管理系统的特点。最后,总结了聚合物锂离子电池隔膜在新能源领域所面临的挑战,并展望了其未来的发展前景。 展开更多
关键词 聚合物 离子电池 隔膜 进展
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最小二乘算法优化及其在锂离子电池参数辨识中的应用 被引量:12
18
作者 范兴明 封浩 张鑫 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期1577-1588,共12页
传统最小二乘法(LS)用于锂离子电池模型在线参数辨识精度低,通过带遗忘因子递推最小二乘算法能够有效地提高辨识精度,但固定的遗忘因子影响模型动态特性。遗忘因子的自适应处理能提高算法对动态系统的参数辨识能力,而目前的自适应方法... 传统最小二乘法(LS)用于锂离子电池模型在线参数辨识精度低,通过带遗忘因子递推最小二乘算法能够有效地提高辨识精度,但固定的遗忘因子影响模型动态特性。遗忘因子的自适应处理能提高算法对动态系统的参数辨识能力,而目前的自适应方法容易忽略模型参数的稳定性,同时方法待定系数范围较大且难以确认。为了得到高精度且稳定性良好的模型参数,该文设计了一种精度和稳定性兼优且更简单的自适应遗忘因子递推最小二乘(AFFRLS)改进方法,并与其他AFFRLS、可变遗忘因子递推最小二乘(VFFRLS)进行仿真对比分析。结果表明,改进的AFFRLS能够在模型精度和参数稳定性取得更好的平衡,且对不同的在线工况具有良好的适用性。 展开更多
关键词 离子电池模型 参数辨识 最小乘法 自适应遗忘因子
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锂离子电池用自愈合聚合物电解质的研究进展
19
作者 卢秋晓 刘欢欢 +1 位作者 王志朋 周炳华 《江西师范大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2024年第4期393-402,共10页
聚合物电解质因自身韧性较差而在受到外力作用时易发生脆裂,裂纹处在长期循环过程中可诱导锂枝晶生长,引发电池短路,诱发安全问题.将自愈合材料引入电解质材料,在断裂界面处存在的动态网络能实现电解质的自愈合性能,延长材料的使用寿命... 聚合物电解质因自身韧性较差而在受到外力作用时易发生脆裂,裂纹处在长期循环过程中可诱导锂枝晶生长,引发电池短路,诱发安全问题.将自愈合材料引入电解质材料,在断裂界面处存在的动态网络能实现电解质的自愈合性能,延长材料的使用寿命.该文首先概述了聚合物电解质材料的发展历程、优势和面临的问题;其次按照不同的愈合机制介绍了可逆非共价键和动态共价键的分类,总结了近年来基于氢键网络的自愈合电解质和基于动态共价键的自愈合聚合物电解质在锂离子电池方面的研究进展;最后对自愈合聚合物电解质目前存在的问题和未来的发展方向做出了展望. 展开更多
关键词 聚合物电解质 自愈合材料 电化学性能 离子电池
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阴离子密堆二次电池正极材料中离子宿住迁移与能量存蓄机制晶体化学新探索 被引量:3
20
作者 梁叔全 郭珊 +4 位作者 何伟 曹鑫鑫 马君剑 周江 方国赵 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1769-1785,共17页
在二次电池电极材料中,有一类性能优良的材料具有阴离子密堆或近密堆方式构筑的晶体结构。宿住阳离子在密堆留下的空隙空间中宿住、迁移,从而实现能量转换与存储。相关过程微观机理的研究由于涉及原子尺度的微观结构辨析和电子层面的分... 在二次电池电极材料中,有一类性能优良的材料具有阴离子密堆或近密堆方式构筑的晶体结构。宿住阳离子在密堆留下的空隙空间中宿住、迁移,从而实现能量转换与存储。相关过程微观机理的研究由于涉及原子尺度的微观结构辨析和电子层面的分析,实验研究难度较大。因此,更多是通过晶体学理论分析与晶体场理论和量子力学第一性原理计算结合展开。已有的理论从过渡金属配位体晶体场分析展开,但宿住离子宿住迁移中电子相互作用关注相对不足。本文根据已有的实验事实,在精准描述最具代表性的阴离子(氧离子)面心立方紧密堆积(FCC)结构中空隙空间准确形态和微分几何方法准确解析空腔真实体积的基础上,结合空隙空腔独特形态,对经典晶体学中Pauling第一规则的分析方法作了拓展。根据新的理解,提出了宿住阳离子在空隙空腔宿住和徒迁拓扑形变新模式,及其可能拥有的电子形态学新特征,提出了空隙空腔中宿住阳离子体积与密堆阴离子半径间的新关系。为了进一步说明住宿离子电子形态特征,通过第一性原理计算获得了典型FCC结构LiMn_(2)O_(4)尖晶石中电子密度等势图,构造了锂离子宿住四面体空隙空腔的电子密度等势特征分布的三维形态,与晶体学分析中获得的电子形态新特征变化一致。通过夹在两个密排面间的{110}面族电子云密度分布分析,首次清晰地揭示了LiMn_(2)O_(4)中锂离子的“S”形徒迁途径,及其对附近锰离子配位多面体电子云密度分布的影响。依据宿住离子脱/嵌新特征,提出阴离子拓扑多面体晶体场对宿住阳离子电子云压缩发生拓扑变形实现能量转换储蓄的新思路,据此计算了典型紧密堆积构造的电极材料新的理论能量密度,并和传统方法计算的理论值进行了比较,二者十分接近,为从晶体学和量子力学理解二次电池能量储存提供了新视角。 展开更多
关键词 电池 密堆积正极材料 离子迁移 能量存蓄机制 晶体化学分析 第一性原理计算
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