全固态锂电池锂合金Li-M (M=Cu,Al,Sn)负极研究

基本信息
批准号:51771094
项目类别:面上项目
资助金额:62.00
负责人:陶占良
学科分类:
依托单位:南开大学
批准年份:2017
结题年份:2021
起止时间:2018-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:李海霞,徐世田,潘增,王建斌,周朋飞,卢勇,孙维祎,李子凡,姜爽
关键词:
固态电解质锂合金全固态锂电池纳米材料界面
结项摘要

All solid-state lithium batteries utilize solid state electrolytes to overcome the safety issues of the traditional organic liquid electrolyte, becoming one of the promoting candidate for electric vehicles and large-scale stationary-type distributed power sources. Nano-structured metal lithium materials are expected to be used directly in solid-state batteries, while taking advantage of the high energy density and safety, exert the inherent dynamics of nanomaterials, and achieve high energy and high power. However, the abnormal lithium dendrites growth, electrode/electrolyte solid interface impedance, poor interface stability, interfacial stress changes limit the application of lithium metal anodes during all solid-state lithium battery cycling, not only affect the cycle life and power performance, but also cause short circuit and other security problem. Based on these problems, the project intends to carry out all-solid lithium battery lithium alloy anode and interface research, through the nano-structured metal lithium anode, the surface modification protection, regulation of metal lithium local current density and deposition morphology, improve the lithium anode/solid electrolyte interface structure and interfacial compatibility, to achieve uniform deposition and dissolution of lithium. The new nanostructured solid metal lithium battery will improve the performance of all solid-state lithium batteries.

全固态锂电池采用固态电解质替代传统有机液态电解液,有望从根本上解决电池安全性问题,是电动汽车和规模化储能理想的化学电源之一。具有纳米结构金属锂材料有望直接在固态电池中获得应用,在兼具高能量密度和安全性的同时发挥出纳米材料固有的动力学优势,从而同时实现高能量和高功率。然而全固态锂电池在循环过程中金属锂会有枝晶产生,电极/电解质固固界面阻抗大、界面稳定性不良、界面应力变化等,不但影响循环寿命和倍率性能,更会造成短路等安全问题。针对这些问题,项目拟开展全固态锂电池锂合金负极研究,通过对金属锂负极材料纳米化,进行表面修饰保护,调控金属锂局部电流密度和沉积形态,改善锂负极/固体电解质的界面结构和界面相容性,实现锂的均匀沉积和溶解,开发新型纳米固态金属锂电池,提高全固态锂电池的性能。

项目摘要

基于金属锂作负极的全固态锂电池被认为是下一代理想的高能量密度电池体系,是电动汽车和规模化储能理想的化学电源之一。但是,金属锂负极在循环过程中由于不均匀沉积会产生锂枝晶,树突状锂枝晶可能会刺穿隔膜导致电池短路,而且在循环过程中易产生死锂,降低电池库仑效率。针对上述问题,一方面,采用全固态电解质替代有机液体电解液,提高电池的安全性能;另一方面,对金属锂负极进行改性,抑制锂枝晶的生成。项目开展了基于聚合物和无机材料的复合电解质、三维Cu@Sn纳米锥集流体、新颖复合隔膜制备等研究工作,抑制了锂枝晶的形成,改善了锂金属负极的库仑效率和循环稳定性。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

DOI:10.7498/aps.67.20171903
发表时间:2018
2

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2022-0221
发表时间:2022
3

基于二维材料的自旋-轨道矩研究进展

基于二维材料的自旋-轨道矩研究进展

DOI:10.7498/aps.70.20210004
发表时间:2021
4

二维MXene材料———Ti_3C_2T_x在钠离子电池中的研究进展

二维MXene材料———Ti_3C_2T_x在钠离子电池中的研究进展

DOI:10.19964/j.issn.1006-4990.2020-0450
发表时间:2021
5

上转换纳米材料在光动力疗法中的研究进展

上转换纳米材料在光动力疗法中的研究进展

DOI:
发表时间:2017

陶占良的其他基金

批准号:51271094
批准年份:2012
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:21076108
批准年份:2010
资助金额:35.00
项目类别:面上项目
批准号:20703026
批准年份:2007
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目

相似国自然基金

1

全固态锂电池硫化物固体电解质/锂金属基合金负极界面特性与反应机制研究

批准号:51902321
批准年份:2019
负责人:周冬
学科分类:E0208
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
2

Si-Sn-M(M=Ni,Fe,Cu,Zr)体系合金相图及电化学性能

批准号:51371061
批准年份:2013
负责人:周怀营
学科分类:E0101
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
3

具有纳米相复合结构的互不溶Al-Sn合金的嵌锂特性

批准号:50971060
批准年份:2009
负责人:朱敏
学科分类:E0106
资助金额:41.00
项目类别:面上项目
4

Cu-M(M=Au,Ag,Al)双金属合金纳米材料的制备科学及其SERS性能和增强机理研究

批准号:51571153
批准年份:2015
负责人:蒋昌忠
学科分类:E0102
资助金额:65.00
项目类别:面上项目