国产精品乱子久久久久,黄色美女久久久,午夜亚洲精品

15μm厚的鋰金屬電池負極，胡良兵解決鋰加工難題，商業(yè)化未來可期！

時間:2021-02-16 16:54來源:鋰電前沿作者:WPGLYGH

點擊: 次

由于鋰金屬具有較高的比容量和較低的氧化還原電位，因此極有希望成為最終的負極選擇。然而，將金屬鋰加工成具有高電化學性能和良好安全性的薄膜負極以匹配商業(yè)正極仍然是一個挑戰(zhàn)。做鋰負極研究的人都知道，現(xiàn)在商業(yè)可買到的鋰都是很厚的，一般都是200-400微米厚，在當前的電池研究中來說是大大過量的。要實現(xiàn)鋰金屬電池商業(yè)化的話，必須將其做薄！

美國馬里蘭大學胡良兵教授在Advanced Materials上發(fā)表了其最新突破文章Stamping Flexible Li Alloy Anodes。

本文報道了一種直接沖壓金屬溶液在多種基底上制備各種形狀的超薄、柔性和高性能Li-Sn合金負極的新方法。印刷的負極薄至15 µm，對應的面積容量≈3 mAh cm^-2，與大多數(shù)商業(yè)正極材料相匹配。Sn的加入為Li提供了形核中心，從而緩解了Li枝晶，并降低Li剝離/沉積過程中的過電位(0.25 mA cm^-2下<10mV)。

作為概念驗證，使用超薄Li-Sn合金負極和商用NMC正極的柔性鋰離子電池即使在反復變形后也表現(xiàn)出良好的電化學性能和可靠的電池運行。該方法可以推廣到其他金屬/合金負極，如Na、K和Mg。這項研究為下一代電池的高性能超薄合金負極的發(fā)展打開了一扇新的大門。

圖文導讀

圖1 沖壓工藝示意圖

將鋰箔在不銹鋼殼內(nèi)熔化，在200℃的熱板上加熱。作者嘗試了Sn含量在1 wt%、1 wt%和5 wt%時Li-Sn合金的行為，發(fā)現(xiàn)具有5 wt% Sn的Li-Sn合金可以完全分散在銅箔上。將銅制作的郵戳浸入墨板(含熔融Li-Sn合金的不銹鋼外殼)中，涂上一層薄薄的Li-Sn合金。涂有熔融合金的郵戳被轉(zhuǎn)印到銅箔上，幾秒鐘后，就在銅箔上得到超薄Li-Sn合金。從圖1中可以看出，這種合金與銅箔具有很好的親和性。

圖2 利用郵戳法制作不同形狀的鋰以及在不同基底上的可用性

從圖2可以看到，這種郵戳法具有非常大的優(yōu)勢，可以很方便地將鋰制作成不同的形狀（圖2a），與不銹鋼、鈦箔、玻璃、銅箔、聚酰亞胺薄膜都有很好的親和性。SEM測試其厚度，可以看到厚度約為15微米（圖2b）。在印刷工藝中，潤濕性和粘接強度都是達到均勻厚度和良好機械強度的重要因素。因此，對Li-Sn合金與基體之間的附著力進行了評價。首先將膠帶黏在含有Li-Sn合金的不同襯底上，然后使用50g負載將其緩慢拉伸(圖2c)。當膠帶完全從基板上剝離后，沒有看到到Li-Sn合金剝落，說明合金與基底之間的附著力很強，可以應對惡劣的機械變形。

圖3 用鋰箔和Li-Sn各自組成的對稱電池的性能對比

然后將銅箔襯底上的Li-Sn合金作為鋰離子電池的負極進行測試，并與商用鋰箔負極進行比較。眾所周知，鋰基負極在重復電鍍/剝離過程中，由于枝晶生長，其安全性問題阻礙了實際應用。為了更好地理解這個問題，首先測試了厚度約為300 µm的原始鋰箔負極(圖3a)。可以看出，在充電過程中沉積的Li在特定位點生長（圖3b,c)，所以這部分的鋰會有很大的體積膨脹，副反應增多，導致界面阻抗變大（圖3j）。而Li-Sn合金電極不僅沉積過電勢低，鋰沉積還更加均勻，經(jīng)歷的體積膨脹更小，循環(huán)后的阻抗也變化不大。

圖4 印刷Li-Sn合金負極與工業(yè)鋰箔負極的實際應用比較

之后，作者在全電池中展示這種合金負極的實用性，可以看到，Li-Sn合金電池可以耐住穿刺的測試（圖4b）和柔性測試（圖4f），并且循環(huán)性能也不錯（圖4d,e），這種負極因為厚度降低，成本也指數(shù)級地降低。圖4g提出了大規(guī)模生產(chǎn)印刷Li-Sn合金負極的卷對卷制造工藝。

總結(jié)展望

總之，作者展示了一種用于制備柔性超薄Li-Sn合金負極的沖壓打印技術(shù)。使用沖壓印刷工藝可以在許多基材上獲得各種負極圖案。Sn的摻入是抑制Li枝晶并促進Li成核的關(guān)鍵，因而具有較好的安全性能和較低的過電位。電化學表征證實了超薄Li-Sn合金負極的優(yōu)越性能優(yōu)于商用鋰箔負極。此外，在實際的全電池配置中，采用印有超薄Li-Sn合金負極和商用NMC正極，可以獲得良好的穩(wěn)定性、高能量密度和最重要的理想的柔韌性。印制的Li-Sn合金負極成功地經(jīng)受了多次變形和濫用，顯示出在可穿戴電子設(shè)備應用方面的巨大潛力。沖壓技術(shù)可以很容易地與可擴展負極制造的卷對卷工藝集成。本研究為超薄高性能材料的實際加工開辟了一條新途徑。

文獻信息

Stamping Flexible Li Alloy Anodes，Adv. Mater. 2021, 2005305.

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/adma.202005305

(責任編輯：子蕊)

文章標簽：鋰金屬電池電池負極

作者：WPGLYGH ，如若轉(zhuǎn)載，請注明出處：http://www.m.69gh.com/qianyan//2021021635415.html

看完這篇還不夠？如果你也也是同行業(yè)需要發(fā)布您的新聞報道，請戳這里告訴我們！

免責聲明：本文僅代表作者個人觀點，與中國電池聯(lián)盟無關(guān)。其原創(chuàng)性以及文中陳述文字和內(nèi)容未經(jīng)本網(wǎng)證實，對本文以及其中全部或者部分內(nèi)容、文字的真實性、完整性、及時性本站不作任何保證或承諾，請讀者僅作參考，并請自行核實相關(guān)內(nèi)容。
凡本網(wǎng)注明 “來源：XXX（非中國電池聯(lián)盟）”的作品，均轉(zhuǎn)載自其它媒體，轉(zhuǎn)載目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點和對其真實性負責。
如因作品內(nèi)容、版權(quán)和其它問題需要同本網(wǎng)聯(lián)系的，請在一周內(nèi)進行，以便我們及時處理。
QQ：503204601
郵箱：cbcu@m.69gh.com

猜你喜歡

麻省理工李巨EMA：固態(tài)電池的多孔混合離子電子導體層本綜述總結(jié)了近期在解決上述問題方面取得的進展，其中主要包括混合離子-電子導體（MIEC）的多孔材料和離子-電子絕緣體（IEI）粘合劑的應用。 2021-06-10 11:42	工程師開發(fā)出可穩(wěn)定氣態(tài)電解質(zhì)的隔膜使超低溫電池更安全加州大學圣地亞哥分校的納米工程師開發(fā)出一種電池隔膜，可防止電池中的氣態(tài)電解質(zhì)氣化，進而避免電池膨脹和爆炸，使超低溫電池更安全。 2021-06-10 08:45
Page-Roberts創(chuàng)新專利將電池安裝在車艙內(nèi) 可使續(xù)航增加30% 傳統(tǒng)滑板式設(shè)計會增加重量，延長軸距并增加結(jié)構(gòu)復雜性。Page-Roberts認為，將電池垂直安裝在車艙內(nèi)，可以改善電動汽車的設(shè)計、用戶體驗和制造成本。 2021-06-09 12:24	德國新研究發(fā)現(xiàn)：固態(tài)電池界面涂覆納米涂層可讓電池穩(wěn)定據(jù)外媒報道，德國慕尼黑工業(yè)大學凱撒·威廉物理化學和電化學研究所和于利希研究中心的科學家們組成的一個團隊表示，在此類材料界面上涂上納米涂層，就可以讓電池穩(wěn)定。 2021-06-09 09:09
賓州州立王朝陽院士團隊：熱調(diào)控電池讓電動飛行汽車商業(yè)化成為現(xiàn) 6月7日，美國賓州州立大學王朝陽院士團隊在能源領(lǐng)域頂級期刊《焦耳》(Joule)發(fā)文，詳細探討了電動飛行汽車這一獨特的運行場景對動力電池各類性能參數(shù)的需求。 2021-06-08 10:10	密歇根大學列出鋰金屬固態(tài)電池的主要問題以推動其商業(yè)化發(fā)展過去十年，鋰金屬固態(tài)電池的發(fā)展已取得長足進步。然而，在這項技術(shù)實現(xiàn)商業(yè)化的道路上，仍存在一定挑戰(zhàn)。 2021-06-07 08:38
研究人員開發(fā)新型鋁硫電池能量密度有望達到660Wh/l 研究人員致力于實現(xiàn)成本更低、更輕、更堅固和更安全的電池概念。 2021-06-04 22:07	崔屹鮑哲南團隊設(shè)計新型電解液，有望解決金屬鋰電池循環(huán)壽命難題近日，斯坦福大學崔屹教授、鮑哲南教授課題組共同提出了一種全新的提升液態(tài)電解液性能設(shè)計的策略。 2021-06-04 10:10
南京大學金鐘課題組設(shè)計介觀結(jié)構(gòu)鋰負極材料用于高比能鋰金屬電池近日，南京大學化學化工學院金鐘教授帶領(lǐng)的“清潔能源材料與器件”研究團隊設(shè)計了一種基于犧牲模板熱熔法構(gòu)筑和納米晶種修飾的三維多孔銅骨架用于穩(wěn)定循環(huán)的鋰金屬負極集流體。 2021-06-04 08:53	斯柯達與捷克科技公司利用舊電池開發(fā)儲能系統(tǒng) 最高可儲能328kWh 據(jù)外媒報道，大眾汽車集團子公司斯柯達汽車與捷克科技公司 IBG Česko合作，使用電動汽車舊電池推出一種智能儲能系統(tǒng)。目前，該系統(tǒng)已部署于斯柯達各經(jīng)銷商。 2021-06-03 10:23

專題

更多

中國電池工程師年會(2021CSBE)

電池制造工程師培訓暨國家電池行業(yè)職業(yè)等級評價（高級）班

相關(guān)新聞

麻省理工李巨EMA：固態(tài)電池的多孔混合離子電子導體層

本綜述總結(jié)了近期在解決上述問題方面取得的進展，其中主要包括混合離子-電子導體（MIEC）的多孔材料和離子-電子絕緣體（IEI）粘合劑的應用。

2021-06-10 11:42
工程師開發(fā)出可穩(wěn)定氣態(tài)電解質(zhì)的隔膜使超低溫電池更安全

加州大學圣地亞哥分校的納米工程師開發(fā)出一種電池隔膜，可防止電池中的氣態(tài)電解質(zhì)氣化，進而避免電池膨脹和爆炸，使超低溫電池更安全。

2021-06-10 08:45
Page-Roberts創(chuàng)新專利將電池安裝在車艙內(nèi) 可使續(xù)航增加30%

傳統(tǒng)滑板式設(shè)計會增加重量，延長軸距并增加結(jié)構(gòu)復雜性。Page-Roberts認為，將電池垂直安裝在車艙內(nèi)，可以改善電動汽車的設(shè)計、用戶體驗和制造成本。

2021-06-09 12:24
德國新研究發(fā)現(xiàn)：固態(tài)電池界面涂覆納米涂層可讓電池穩(wěn)定

據(jù)外媒報道，德國慕尼黑工業(yè)大學凱撒·威廉物理化學和電化學研究所和于利希研究中心的科學家們組成的一個團隊表示，在此類材料界面上涂上納米涂層，就可以讓電池穩(wěn)定。

2021-06-09 09:09
賓州州立王朝陽院士團隊：熱調(diào)控電池讓電動飛行汽車商業(yè)化成為現(xiàn)

6月7日，美國賓州州立大學王朝陽院士團隊在能源領(lǐng)域頂級期刊《焦耳》(Joule)發(fā)文，詳細探討了電動飛行汽車這一獨特的運行場景對動力電池各類性能參數(shù)的需求。

2021-06-08 10:10
密歇根大學列出鋰金屬固態(tài)電池的主要問題以推動其商業(yè)化發(fā)展

過去十年，鋰金屬固態(tài)電池的發(fā)展已取得長足進步。然而，在這項技術(shù)實現(xiàn)商業(yè)化的道路上，仍存在一定挑戰(zhàn)。

2021-06-07 08:38
研究人員開發(fā)新型鋁硫電池能量密度有望達到660Wh/l

研究人員致力于實現(xiàn)成本更低、更輕、更堅固和更安全的電池概念。

2021-06-04 22:07
崔屹鮑哲南團隊設(shè)計新型電解液，有望解決金屬鋰電池循環(huán)壽命難題

近日，斯坦福大學崔屹教授、鮑哲南教授課題組共同提出了一種全新的提升液態(tài)電解液性能設(shè)計的策略。

2021-06-04 10:10

本月熱點

2020年鋰電池行業(yè)研究報告

中國新能源汽車市場快速回暖，歐洲市場政策加碼，美國市場或成新增量。

2021-05-11 11:24
突發(fā)｜深圳一鋰電企業(yè)停止經(jīng)營、解散員工！

5月7日有知情者爆料稱，今年五一假期前，一家深圳鋰電池企業(yè)停止經(jīng)營、解除全體員工勞動合同……

2021-05-11 10:02
4月我國動力電池裝車量同比上升134.0%

2021年4月，我國動力電池裝車量8.4GWh，同比上升134.0%。其中三元電池共計裝車5.2GWh，同比上升97.3%；磷酸鐵鋰電池共計裝車3.2GWh，同比上升244.5%。

2021-05-13 08:26
如何看待Pack內(nèi)鐵鋰和三元混用

最近有兩篇文章，分別從兩個角度來看三元和鐵鋰的混用。

2021-06-01 09:25
可充電中性鋅空氣電池：進展，挑戰(zhàn)和未來

本篇綜述從三個方面總結(jié)了可充電中性鋅空氣電池的最新研究進展：電解液、鋅負極和空氣正極。

2021-05-19 10:59
揭開贛鋒鋰業(yè)的家底

今天的主角是A股鋰礦第一股贛峰鋰業(yè)(SZ:002460)。我們試圖透過公開資料，揭開它的家底。

2021-06-03 09:46
“電池荒”來襲，生產(chǎn)純電動汽車的車企要被卡脖子了？

放眼全球范圍，其實電池短缺問題在今年年初已經(jīng)顯露，如今正逐漸逼近彈盡糧絕的時候。

2021-06-01 21:22
關(guān)于征集《鋰離子電池用連續(xù)式真空干燥系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》等兩項行業(yè)標準的函）征求意見程序

中國電器工業(yè)協(xié)會現(xiàn)啟動《鋰離子電池用連續(xù)式真空干燥系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》（2020-0865T-JB）（附件1）及廣東正業(yè)科技股份有限公司牽頭起草的《鋰離子電池X射線檢測設(shè)備》（2020-0870T-JB）（附件2）（工信廳科函【2020】181號）兩項行業(yè)標準（征求意見稿）征求

2021-05-31 22:53

歡迎投稿

聯(lián)系人：王女士
Email：cbcu#m.69gh.com
發(fā)送郵件時用@替換#
電話：010-53100736

在線投稿