青岛能源所在全固态锂金属电池电-化-力耦合失效机制方面取得重要进展
3月25日,记者从中国科学院青岛生物能源与过程研究所获悉,该所在全固态锂金属电池电-化-力耦合失效机制方面取得重要进展。相关成果于近日发表在《先进能源材料》(Advanced Energy Materials)上。论文第一作者是该所孙富博士,通讯作者为杨超博士、董杉木研究员和崔光磊研究员。
目前,全固态锂金属电池技术已成为最具前景的下一代高比能、高安全电化学储能技术。与传统液态电池中的液-固界面不同,全固态电池中的固-固界面深埋在电池内部,而且金属锂负极的水氧敏感、质地柔软等特性使得常规表征技术难以用于全固态锂金属电池的研究。因此,原位表征技术的缺乏阻碍了科研人员对固-固界面的深入研究,导致电池失效机制不清晰,严重制约着全固态锂金属电池技术快速发展。
全固态电池电化学-化学-机械力学多物理场耦合与电池失效关系示意图
图 /孙富 马君 鞠江伟 董杉木
为解决上述问题,中科院青岛能源所固态能源系统技术中心潜心钻研多年,先后在全固态电池原位表征技术、界面失效机制、多尺度多物理场理论模拟和机器学习方面取得系列进展(Nature Communications, 2020, 11, 5889;Small Methods, 2021, 5, 2100442)。
孙富介绍,该所固态能源系统技术中心与德国亥姆霍兹柏林材料与能源研究中心、德国联邦材料研究所合作,依托无损、原位、三维可视化地同步辐射X射线成像技术,捕捉到了全固态锂金属电池循环后的固态电解质机械形变、锂金属电极蠕变以及界面反应引起的电池内短路行为,同时观察到了锂金属电极与硫化物固态电解质界面反应产物的三维分布和反应界面的动态移动,实现了对全固态锂金属电池电-化-力多物理场行为的原位三维可视化表征。同步辐射X射线成像技术成功解决了全固态电池中金属锂电极的原位可视化表征问题,为电池失效机制的研究提供了技术保障。
记者了解到,研究人员还率先发展同步辐射X射线成像结合其他表征联用新技术,结合有限元(FEA)分析技术,进一步阐释了全固态锂金属电池的电-化-力耦合机制及其与电池失效的内在联系。研究发现,(电)化学反应可以引起固态电解质和电极材料剧烈地机械形变,而机械形变及(电)化学反应产物反过来又会通过影响固态电池内部电势分布、离子浓度分布和离子通量等关键参数造成全固态锂金属电池性能衰退。
基于先进的原位表征技术和多尺度多物理场理论模拟方法开展的全固态电池失效机制前瞻基础研究,为发展界面精准调控策略及关键原位聚合技术奠定了基础,为从根本上解决全固态电池失效问题提供了创新思路,同时为全固态电池的性能突破提供了重要的理论支撑和关键技术保障。
您可能也感兴趣:
为您推荐
众安保险去年保费增长21.9% 挖掘新型场景满足多样化保障需求
多款热门隔离险下架 “买易赔难”问题面临着较大争议
五大上市险企披露前两月保费 四家险企同比均增长
排行
最近更新
- 2022年安庆汛前检查工作启动
- 青岛能源所在全固态锂金属电池电-化-力耦合失效机制方面取得...
- “十四五”时期铁路安全发展有哪些重点任务?《规划》这样说
- 跟踪服务推进招商项目落地
- 深圳加快建设国际会展之都的步伐 16个展会上榜年度品牌展会名单
- 汾酒源产地 汾州酒七大白酒系列北京地区诚招代理
- 安能物流去年营收增长36% 巩固了“快运之王”行业地位
- 深圳航空新增18条航线 满足客户更多航旅需求
- 中手游入股洲竞网络布局街篮游戏,“传统体育+电竞”潜力如何
- 品牌授权工厂二度流拍,全力驶入新能源赛道,众泰胜算如何?
- 倍恩喜1批次婴儿羊奶粉混入香兰素,涉事母婴店被罚
- 1至2月贵州白酒产量5.22万千升,同比增长5.5%
- 逆势买入信号亮起!美银:全球股市可能要涨
- 补齐家庭医生签约服务短板
- 精心服务精细管理促清明节更“清明”
- Bitsum Meta与SK、LG、CJ关联公司达成战略合作并吸引90亿韩元投资
- “天价白菜”顶格处罚的警示意义
- 急诊等“非必要不封控”应成为规矩
- 国家卫健委:3月27日新增新冠肺炎确诊病例1275例 其中本土病...
- 深圳最大保障房项目加速推进 计划年底可配租并交付
- 坚持精研医美技术服务 柏荟医疗将安全塑美落到实处
- 科技赋能百融云创以数字力量实现银行转型升级
- 退市新规加速市场出清 20余家公司存在退市风险
- 部分知名私募的持股动向浮出水面 持有医药股、化工股较多
- 监管层对IPO的审核趋严 今年已有7家拟IPO公司上会被否
- 盐田港全部泊位连续5天同时靠满船只 保障供应链畅通
- 解读招行2021年报之信用卡:业绩稳步增长,风险平稳可控
- 深圳多措并举为市场主体纾困解难 进一步减轻企业负担
- 妮兰卡功能沙发:品质追求成就品位生活
- 市井婆豆沙牛乳 用完善的供应链实现品牌扩张