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增强型自适应水凝胶电解质构筑高性能锌空气电池
1
作者
陈诺
赖静宁
+1 位作者
黄永鑫
陈人杰
《电源技术》
北大核心
2025年第9期1831-1839,共9页
固态锌空气电池(ZABs)在柔性储能系统中展示出广阔的应用前景。通过冻融循环法,将透明质酸钠(SA)、聚乙烯醇(PVA)和锌盐复合制备出增强型自适应中性水凝胶电解质,并系统分析其物化特性及电化学性能。结果表明:SA和水分子之间的强氢键作...
固态锌空气电池(ZABs)在柔性储能系统中展示出广阔的应用前景。通过冻融循环法,将透明质酸钠(SA)、聚乙烯醇(PVA)和锌盐复合制备出增强型自适应中性水凝胶电解质,并系统分析其物化特性及电化学性能。结果表明:SA和水分子之间的强氢键作用赋予材料优异的自适应力学性能、保水能力及热稳定性;氢键的形成有效降低了水的活性,从而抑制了析氢副反应和锌枝晶生长;此外,SA与Zn^(2+)之间的强结合能显著改变了Zn^(2+)的传输路径。得益于这一优化设计,对称电池在0.4 mA/cm^(2)电流密度下可稳定循环超过5000 h,ZABs全电池的循环寿命和全放电容量均得到显著提升。
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关键词
锌空气电池
水凝胶电解质
氢键作用
自适应
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职称材料
锂电池低温电解液优化策略:挑战、进展与多维度协同设计
2
作者
李瑶
薛天杨
+3 位作者
谢正娇
钱骥
李丽
陈人杰
《储能科学与技术》
北大核心
2025年第10期3715-3729,共15页
随着可再生能源技术的快速发展,锂电池作为高效储能装置在电动汽车、航空航天及军事装备等领域应用广泛。然而,在低温环境下电池性能显著下降,主要表现为离子电导率降低、锂枝晶生长加剧及界面副反应增多,严重限制了其在极端温度场景下...
随着可再生能源技术的快速发展,锂电池作为高效储能装置在电动汽车、航空航天及军事装备等领域应用广泛。然而,在低温环境下电池性能显著下降,主要表现为离子电导率降低、锂枝晶生长加剧及界面副反应增多,严重限制了其在极端温度场景下的应用。电解液作为锂离子运输过程中必不可少的组成部分,在扩大电化学稳定电位窗口、抑制副反应、优化电池性能等方面发挥着关键作用。本文系统综述了低温电解液的失效机制及多维度协同优化策略,旨在为高性能低温电解液的设计提供理论指导。本文首先从离子传输、电极与电解液界面性质和溶剂化结构三个方面介绍了在低温下导致电解液失效的原因。然后从溶剂、导电锂盐及添加剂三个方面介绍了近年来与锂电池电解液组分调控相关的研究进展。之后介绍新型低温电解液,主要包括弱溶剂化电解液、离子液体电解液、液化气体电解液(LGE)以及局部高浓电解液。结果表明,在低温条件下,调控电解液组分可以改善电池的离子电导率、抑制枝晶生长以及提高电池性能,是解决上述问题最简便、最有效的策略之一。最后,本文还展望了该领域未来的研究方向。
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关键词
锂离子电池
锂金属电池
低温电解液
固体电解质界面
溶剂化结构
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职称材料
题名
增强型自适应水凝胶电解质构筑高性能锌空气电池
1
作者
陈诺
赖静宁
黄永鑫
陈人杰
机构
北京理工大学材料学院北京市环境科学与工程重点实验室
北京理工大学前沿技术研究院山东省新型化学储能及智能
安全
重点实验室
北京理工大学(珠海)
广东省高安全储能系统及智慧微网创新团队
北京电动汽车协同
创新
中心
出处
《电源技术》
北大核心
2025年第9期1831-1839,共9页
基金
国家重点研发计划(2022YFB2502102)
国家自然科学基金(22209011)
北京市卓越青年科学家项目(BJJWZYJH01201910007023)。
文摘
固态锌空气电池(ZABs)在柔性储能系统中展示出广阔的应用前景。通过冻融循环法,将透明质酸钠(SA)、聚乙烯醇(PVA)和锌盐复合制备出增强型自适应中性水凝胶电解质,并系统分析其物化特性及电化学性能。结果表明:SA和水分子之间的强氢键作用赋予材料优异的自适应力学性能、保水能力及热稳定性;氢键的形成有效降低了水的活性,从而抑制了析氢副反应和锌枝晶生长;此外,SA与Zn^(2+)之间的强结合能显著改变了Zn^(2+)的传输路径。得益于这一优化设计,对称电池在0.4 mA/cm^(2)电流密度下可稳定循环超过5000 h,ZABs全电池的循环寿命和全放电容量均得到显著提升。
关键词
锌空气电池
水凝胶电解质
氢键作用
自适应
Keywords
zinc-air battery
hydrogel electrolyte
hydrogen bonding
self-adaptive
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
锂电池低温电解液优化策略:挑战、进展与多维度协同设计
2
作者
李瑶
薛天杨
谢正娇
钱骥
李丽
陈人杰
机构
北京市环境科学与工程重点实验室
山东省新型化学储能及智能
安全
重点实验室
广东省高安全储能系统及智慧微网创新团队
北京电动汽车协同
创新
中心
出处
《储能科学与技术》
北大核心
2025年第10期3715-3729,共15页
基金
泰山学者工程(tsqn202312312)
北京市自然科学基金-小米创新联合基金(L223012)
+2 种基金
山东省优秀青年科学基金项目(海外)(2023HWYQ-112)
中国科协青年人才托举工程(2022QNRC001)
国家重点研发计划(2022YFB2502102)。
文摘
随着可再生能源技术的快速发展,锂电池作为高效储能装置在电动汽车、航空航天及军事装备等领域应用广泛。然而,在低温环境下电池性能显著下降,主要表现为离子电导率降低、锂枝晶生长加剧及界面副反应增多,严重限制了其在极端温度场景下的应用。电解液作为锂离子运输过程中必不可少的组成部分,在扩大电化学稳定电位窗口、抑制副反应、优化电池性能等方面发挥着关键作用。本文系统综述了低温电解液的失效机制及多维度协同优化策略,旨在为高性能低温电解液的设计提供理论指导。本文首先从离子传输、电极与电解液界面性质和溶剂化结构三个方面介绍了在低温下导致电解液失效的原因。然后从溶剂、导电锂盐及添加剂三个方面介绍了近年来与锂电池电解液组分调控相关的研究进展。之后介绍新型低温电解液,主要包括弱溶剂化电解液、离子液体电解液、液化气体电解液(LGE)以及局部高浓电解液。结果表明,在低温条件下,调控电解液组分可以改善电池的离子电导率、抑制枝晶生长以及提高电池性能,是解决上述问题最简便、最有效的策略之一。最后,本文还展望了该领域未来的研究方向。
关键词
锂离子电池
锂金属电池
低温电解液
固体电解质界面
溶剂化结构
Keywords
lithium-ion batteries
lithium metal batteries
low-temperature electrolyte
solid electrolyte interphase
solvation structure
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
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
增强型自适应水凝胶电解质构筑高性能锌空气电池
陈诺
赖静宁
黄永鑫
陈人杰
《电源技术》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
锂电池低温电解液优化策略:挑战、进展与多维度协同设计
李瑶
薛天杨
谢正娇
钱骥
李丽
陈人杰
《储能科学与技术》
北大核心
2025
0
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职称材料
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