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NASICON型Na_(1+x)Zr_(2)Si_(x)P_(3-x)O_(12)固态电解质及其钠金属电池研究进展
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作者 许希军 林见烽 +2 位作者 罗雄伟 赵经纬 霍延平 《无机盐工业》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期1-14,38,共15页
锂离子电池由于具有较高的工作电压和能量密度实现了商业化。然而,有限的锂资源限制了其广泛应用。钠离子电池展现出与锂离子电池相似的电化学特性,并且钠盐资源更加丰富,因此受到了广泛关注。目前,钠离子电池使用的是有机电解液,这存... 锂离子电池由于具有较高的工作电压和能量密度实现了商业化。然而,有限的锂资源限制了其广泛应用。钠离子电池展现出与锂离子电池相似的电化学特性,并且钠盐资源更加丰富,因此受到了广泛关注。目前,钠离子电池使用的是有机电解液,这存在一系列安全隐患,如漏液和燃烧等,采用固态电解质可以有效解决这些问题。然而,电解质的离子电导率仍有待提升,且材料制备的一致性及与电极间的界面阻抗问题限制了其广泛应用。针对离子电导率的问题,总结分析了不同价态离子取代的影响。针对存在的界面问题,从正极、负极两侧分析了现有Na_(1+x)Zr_(2)Si_(x)P_(3-x)O_(12)电解质的界面改性方法。最后,对Na_(1+x)Zr_(2)Si_(x)P_(3-x)O_(12)电解质的发展方向进行了展望,有望推动固态钠离子电池的发展。 展开更多
关键词 钠离子电池 固态电解质 Na_(1+x)Zr_(2)Si_(x)P_(3-x)O_(12) 离子电导率 界面修饰
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铁锗合金负极的限域封装及锂离子存储性能 被引量:2
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作者 李方坤 王心怡 +3 位作者 许希军 巫艺文 杨焱 刘军 《无机盐工业》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期88-93,共6页
锂离子电池商用负极石墨由于低的理论比容量(372 mA·h/g)无法满足日益增长的高能量密度需求。锗负极材料凭借更高的理论比容量(约为1600 mA·h/g)被认为是一种很有前途的材料。但锗基负极材料在充放电过程中存在巨大的体积变化... 锂离子电池商用负极石墨由于低的理论比容量(372 mA·h/g)无法满足日益增长的高能量密度需求。锗负极材料凭借更高的理论比容量(约为1600 mA·h/g)被认为是一种很有前途的材料。但锗基负极材料在充放电过程中存在巨大的体积变化,使得其电化学性能差。因此,设计并制备了一种独特的锗基复合材料,该材料的合成首先采用溶剂热法制备有机-无机杂化Ge-Fe-O_(x)/EDA纳米线,接着进行多巴胺包覆,随后通过高温焙烧在内部原位生成Fe Ge/FeGe_(2)合金相和表面形成碳包覆,从而制得了限域封装的Ge/FeGe/FeGe_(2)@C纳米线铁锗合金负极。这种独特的结构有效提升锗负极材料的导电性和抑制体积变化,因此复合材料展现出优异的倍率性能(当电流密度为5 A/g时,放电比容量为450 mA·h/g)和良好的长循环稳定性(在电流密度为1 A/g条件下循环400圈后,放电比容量为547 mA·h/g)。 展开更多
关键词 锂离子电池 锗基负极 纳米线 包覆 限域封装
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锂离子电池LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_(2)正极材料的硼元素掺杂改性调控 被引量:4
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作者 李方坤 刘政波 +1 位作者 许希军 刘军 《硅酸盐学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期37-46,共10页
采用草酸盐共沉淀法结合后续热处理技术制备硼掺杂LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_(2)正极材料。研究了不同硼源(B_(2)O_(3),H_(3)BO_(3)和Li BO_(2))掺杂对材料形貌、结构和电化学性能的影响。通过X射线衍射仪和Rietveld精修分析证明了硼... 采用草酸盐共沉淀法结合后续热处理技术制备硼掺杂LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_(2)正极材料。研究了不同硼源(B_(2)O_(3),H_(3)BO_(3)和Li BO_(2))掺杂对材料形貌、结构和电化学性能的影响。通过X射线衍射仪和Rietveld精修分析证明了硼(B)元素掺杂到材料晶格中。电化学性能研究表明:B_(2)O_(3)掺杂效果最佳,具有优异的倍率性能(5 C的放电比容量为145.1 m A·h/g)和长循环稳定性(1 C循环300圈容量保持率为84.5%),这归功于硼掺杂可有效减少表面残余锂化合物,提高了材料的结构稳定性,有效抑制了电压降和改善了极化现象,降低了电荷转移电阻,从而抑制了容量的衰减,实现了优异的电化学性能。 展开更多
关键词 锂离子电池 高镍正极材料 结构调控 硼元素掺杂 电压降
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General construction of lithiophilic 3D skeleton for dendrite-free lithium metal anode via a versatile MOF-derived route 被引量:3
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作者 Liyan Zeng Ting Zhou +5 位作者 Xijun Xu Fangkun Li Jiadong Shen Dechao Zhang Jun Liu Min Zhu 《Science China Materials》 SCIE EI CAS CSCD 2022年第2期337-348,共12页
The pursuit of high-mileage models results in the recurrence of lithium metal batteries(LMBs)to researchers’horizon.However,the lithium(Li)metal anode for LMBs undergoes the uncontrollable formation of Li dendrites a... The pursuit of high-mileage models results in the recurrence of lithium metal batteries(LMBs)to researchers’horizon.However,the lithium(Li)metal anode for LMBs undergoes the uncontrollable formation of Li dendrites and infinite volume change during cycling,impeding its practical application.To overcome these challenges,we developed a metal-organic framework(MOF)-derived pathway to construct lithiophilic three-dimensional(3D)skeleton using different substrates(e.g.,carbon cloth(CC)and Cu mesh)for dendrite-free lithium metal anodes.As a typical example,the MOF-derived ZnO/nitrogen-doped carbon(NC)nanosheet-modified 3D CC was well-constructed as a lithiophilic hierarchical host(CC@ZnO/NC@Li)for molten Li infiltration.Benefiting from the lithiophilic N-functional groups and LiZn alloy,the synthesized CC@ZnO/NC@Li composite anode promoted the uniform distribution of Li,resulting in a dendrite-free morphology.Meanwhile,the 3D conductive carbon skeleton enhanced the reaction kinetics and buffered the volume change of the electrode.The CC@ZnO/NC@Li composite anode presented a prolonged lifespan of over 1000 cycles at 5 mA cm^(−2) with a low overpotential of 19 mV.Coupled with a LiFePO_(4) cathode,the CC@ZnO/NC@Li composite anode also exhibited superior electrochemical properties in the full-cell system.This versatile strategy may open up the channel of designing multi-functional lithiophilic 3D hosts for the Li metal anode. 展开更多
关键词 dendrite-free lithium anode 3D lithiophilic host MOF-derived ZnO/NC nanosheets lithium metal batteries
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