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?第一作者：Xue Cai通訊作者：Caiping Zhang, Weihan Li通訊單位：北京交通大學，德國亞琛工業(yè)大學使用設備：元能科技SWE2110（1T常溫膨脹測試系統(tǒng)）01 研究背景隨著電動汽車和電化學儲能的廣泛應用，鋰離子電池因其高能量密度、成本效益和長壽命而備受關注。然而，鋰離子電池在

?隨著新能源汽車市場的日益增長，鋰離子電池的供應需求也在迅速增加。汽車用鋰離子電池對能量密度、循環(huán)壽命、安全性以及成本等均具有較高的要求，目前主流的鋰電池用正極材料包括鈷酸鋰（LCO）、三元材料（NCM）和磷酸鐵鋰（LFP）等。LCO和NCM正極雖然具有較高的能量密度，但是其成本和安全性均遜于LFP正

?干法電極工藝知多少？鋰離子電池以其高能量密度、高功率、長循環(huán)壽命等優(yōu)勢在新能源動力和儲能設備中占據(jù)著主導地位。隨著商用的鋰離子電池的發(fā)展，行業(yè)對其制造成本和性能上的要求日益嚴苛，鋰離子電池的成本和性能在很大程度上取決于電極的制造工藝。創(chuàng)新、可靠、低成本的電極制造技術對于促進鋰電池的大面積應用至關重要

?目前液體鋰離子電池發(fā)展已經(jīng)達到天花板，固態(tài)電池技術研發(fā)則是剛剛進入大力開發(fā)階段。固態(tài)電池作為新能源領域的最新且最重要的研究方向之一，近年來受到了廣泛關注和快速發(fā)展。目前固態(tài)電池發(fā)展方向分為氧化物路線、硫化物路線、聚合物路線。今年1月，“中國全固態(tài)電池產(chǎn)學研協(xié)同創(chuàng)新平臺”在北京揭牌，意味著固態(tài)電池開發(fā)

?鋰離子電池作為目前應用較廣的新能源體系，它在手機、電腦、汽車、儲能等領域都有廣泛的應用前景。近年來，由于各領域?qū)斐湫阅艿囊笤絹碓礁?，提升電池的倍率性能成為鋰電研究人員不斷探索的方向。鋰離子電池是由正負極、隔膜、電解液等組成，當電池充電時，鋰離子會從正極脫出，在電解液的支持環(huán)境中，穿過隔膜嵌入負極

?1.前言鋰離子電池正負極材料是典型的粉體物質(zhì)，其特性直接關聯(lián)電池性能。電極粉體的形狀、粒度、比表面積、內(nèi)部結構、填充密度、表面特性等因素對電池的能量密度、輸出特性、循環(huán)特性等有很大的影響。故電極材料的設計和加工成為一個重要的課題?？傊姌O材料決定電池性能所能達到的上限，而工藝過程則決定了其性能的下限

?鋰離子電池原材料主要有正極材料、負極材料、集流體、電解液和隔膜。正負極材料通常為微米級粉體材料，其中常見的鋰離子電池正極粉體材料有層狀鈷酸鋰、橄欖石結構磷酸鐵鋰、尖晶石結構的錳酸鋰以及層狀鎳鈷錳三元材料（以下簡稱NCM）。其中鈷酸鋰(LiCoO?, LCO)在基于3C類(計算機、通信和消費)電子電池

?隨著新能源行業(yè)的快速發(fā)展，市場對鋰離子電池的需求也越來越多，由于鋰離子電池的原材料資源限制及成本問題，鈉離子電池也逐漸受到了很多研究人員的關注。其中，鋰離子電池中最常用的石墨負極，用在鈉離子電池中時，由于熱力學原因，鈉離子難以嵌入石墨層間，不容易與碳形成穩(wěn)定的插層化合物，因此鈉離子電池難以將石墨作為

?文章摘要硅(Si)負極的結構不穩(wěn)定和應力積累引發(fā)的循環(huán)衰減阻礙了其在下一代高能量密度鋰離子電池(LIBs)中的實際應用。近日南京工業(yè)大學的陳佳豪碩士與楊暉教授通過原位聚合單寧酸(TA)和聚丙烯酸(PAA)粘結劑(記為TA-c-PAA)，開發(fā)了一種交聯(lián)聚合物作為硅負極的自愈粘結劑。支鏈TA作為物理交聯(lián)

?鋰離子電池產(chǎn)業(yè)是當前影響國民經(jīng)濟發(fā)展的重要方向之一，在鋰離子電池的設計研究過程中，壓實密度是影響電池性能的關鍵指標之一，壓實密度的高低與關鍵主材正負極粉體的顆粒大小及分布等參數(shù)緊密相關，且與容量、電池內(nèi)阻、電池壽命等密切關聯(lián)。研究壓實密度包含電極密度和粉體密度兩個方向。對于壓實密度的評估，傳統(tǒng)方式多

?前 言鋰離子電池原材料主要有正極材料、負極材料、集流體、電解液和隔膜。正負極材料通常為微米級粉體材料，其中常見的鋰離子電池正極粉體材料有層狀鈷酸鋰、橄欖石結構磷酸鐵鋰、尖晶石結構的錳酸鋰以及層狀鎳鈷錳三元材料（以下簡稱NCM）。其中鈷酸鋰(LiCoO?, LCO)在基于3C類(計算機、通信和消費)電

?鋰電正負極漿料是由活性物質(zhì)、導電劑、粘結劑分散于溶劑中形成的固液兩相混合體系。理想的電極漿料應該滿足以下要求：（1）活性物質(zhì)和導電劑顆粒團聚體盡可能分散；（2）打開導電劑長鏈，進一步分散鏈狀導電劑；（3）形成最合適的活性物質(zhì)、導電劑和粘結劑彼此之間的排布方式；（4）維持漿料最優(yōu)懸浮結構和成分穩(wěn)定性，

?前 言近年來，隨著新能源行業(yè)的不斷發(fā)展，石墨負極的克容量已無法滿足未來對電池能量密度的需求。相比于石墨負極，硅在完全嵌鋰的狀態(tài)下?lián)碛?200mAh·g-1的超高理論比容量，這意味著電池在相同質(zhì)量的條件下，硅負極電池擁有比石墨負極電池更多的容量。然而，在循環(huán)過程中，鋰離子嵌入會導致硅負極產(chǎn)生巨大的體積

?在鋰電行業(yè)快速發(fā)展的推動下，提高電池的能量密度和安全性是鋰電研究人員的重要研究方向，全固態(tài)電池被認為是未來最具應用潛力的高安全、高比能二次電池，其中的固態(tài)電解質(zhì)(Solid Electrolyte,簡寫為SE)是最主要的核心部件，而用來判斷固態(tài)電解質(zhì)性能優(yōu)劣的最主要性能指標為離子電導率、電子電導率和

?1. 引言隨著鋰離子電池產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，人們對電池使用過程中的安全性和穩(wěn)定性的關注日益增多，鋰離子電池的性能衰減主要原因可以概括為活性鋰損失、活性材料損失、極化損失等；在實際鋰離子電池開發(fā)中，從原材料到電極制備及成品電芯組裝，各層級的特性及其演化均會影響到電池的性能。因此， 在鋰離子電池的研究工作中

?粉體材料的基本性質(zhì)隨著鋰離子電池產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，電池使用過程中存在的安全性問題日益增多，其中材料問題是不可忽視的重大問題，材料的選用和所組成體系的配比決定著電芯的安全性能。在選用正、負極活性材料和隔膜材料時，廠家沒有對原材料特性和匹配性進行監(jiān)控，電池會存在較多安全性隱患。當前電芯開發(fā)過程中，粉體材料

? 隨著鋰電池逐步應用于生活的方方面面，人們對鋰電池的要求也越來越高，例如長的循環(huán)壽命以及高的能量密度等。為滿足這些需求，一方面需要不斷研發(fā)新材料，改進新工藝，從而提高材料的克容量；另一方面電池或電池包的容量也越做越大，以滿足新能源汽車或儲能電站的長續(xù)航需求。 我們知道，以不同的

?隨著新能源行業(yè)的蓬勃發(fā)展，鋰離子電池逐步在往更高能量密度、更長循環(huán)壽命的方向發(fā)展?，F(xiàn)有的石墨負極理論克容量僅372mAh/g，已無法滿足未來對電池能量密度的需求。硅基負極因其理論克容量高，接近石墨的十倍，且具有含量豐富、嵌鋰電位較高等優(yōu)點，逐漸成為可替代石墨的下一代鋰電池負極材料。然而在實際應用過程

?正負極粉體材料、隔膜、電解液、導電劑、粘結劑、集流體等是鋰離子電池制造的主要原材料；鋰離子電池的生產(chǎn)就是以最優(yōu)的工藝條件將這些原材料加工成電池的過程。這些原材料的參數(shù)發(fā)生改變需要針對性的對工藝條件進行優(yōu)化和調(diào)整，才能獲得最優(yōu)電性能的鋰離子電池。鋰離子電池正、負極極片參數(shù)設計是鋰電工藝開發(fā)的關鍵，包含

?正極材料是鋰離子電池中最重要的組分之一，常見的鋰離子電池正極材料有層狀鈷酸鋰、橄欖石結構磷酸鐵鋰、尖晶石結構的錳酸鋰以及層狀鎳鈷錳三元材料（以下簡稱NCM）。其中NCM材料兼?zhèn)淞蒜捤徜嚒㈠i酸鋰和鎳酸鋰三種材料的特點，在一定程度上弱化了它們的不足之處，具有成本較低、環(huán)境污染小、毒性低、能量密度高、電壓

?隨著新能源行業(yè)的蓬勃發(fā)展，鋰離子電池逐步在往更高能量密度、更長循環(huán)壽命的方向發(fā)展?，F(xiàn)有的石墨負極理論克容量僅372mAh/g，已無法滿足未來對電池能量密度的需求。硅基負極因其理論克容量高，含量豐富，嵌鋰電位合適等優(yōu)點，逐漸成為可替代石墨的下一代鋰電池負極材料。但是硅基負極也具有限制其大規(guī)模商業(yè)化的痛

?前 言電化學測量法在測量電化學系統(tǒng)電位、電導和電流等電學量的基礎上，通過探究被測量與被測系統(tǒng)間的相關關系，實現(xiàn)對系統(tǒng)組份的定性和定量分析。常用 的電化學測量法有[1]：恒電流法/恒電勢法、計時電位法/計時電流法、伏安法和交流阻抗法（EIS）。與其他電化學測量方法相比，電化學阻抗譜不僅對被測系統(tǒng)的原始

?鋰離子電池的溫度特性是電池技術研究中非常重要的一部分。溫度對于鋰離子電池的性能和壽命有著顯著的影響，因此研究鋰電池的溫度特性對于實現(xiàn)高效、安全、持久的電池運行至關重要。電池的溫度特性是電池內(nèi)部材料多組分（如正極、負極、隔膜和電解質(zhì)等）共同作用的結果。然而，將鋰離子電池作為整體進行系統(tǒng)的溫度特性評估測

?1.背景2024年1月4日，遠在大洋彼岸的大眾集團旗下電池子公司PowerCo宣布了其合作伙伴QuantumScape的固態(tài)電池測試結果：充放電次數(shù)達1000次后，電池容量保持率高達95%[1]。大洋彼岸的QS再次喊出“狼來了”，我們也拿出來對應的策略。1月24日，北京也召開了一場別開生面的“武林大

?在能源發(fā)展領域，鋰離子電池因其具有低成本、環(huán)境友好、高比能量、質(zhì)量輕、無記憶效應等優(yōu)點，逐步成為動力電源(醫(yī)療設備、娛樂設備、計算機、通訊設備、電動汽車、航天飛行器等)的重要組成部分。鋰離子電池正極活性材料常采用過渡金屬氧化物，如層狀鈷酸鋰、鎳酸鋰、鎳鈷酸鋰或磷酸鐵鋰等，負極常采用石墨、硅基材料等作

?1.背景在鋰離子電池極片的生產(chǎn)過程中，尤其是在輥壓工序中，一定程度的顆粒破碎是難以完全避免的。當活性材料粉末與導電劑、粘結劑等混合形成的漿料涂覆在集流體上并干燥后，通過輥壓工藝提高極片的壓實密度時，由于受到較大的機械壓力，活性材料顆粒間以及顆粒自身可能會出現(xiàn)不同程度的破碎或破裂，引起不可逆形變，導致

?1.背景由于鋰離子電池具有高能量密度、壽命相對較長、環(huán)境友好等優(yōu)勢，它的應用領域已涵蓋消費類電池，動力電池，儲能電池等多個領域。當負極的電位接近或小于金屬鋰的析出電位時，鋰離子可能以鋰金屬的形式在負極表面析出，析出的鋰金屬持續(xù)生長會引發(fā)鋰枝晶的形成，進而誘發(fā)內(nèi)部短路帶來安全風險，析出的鋰金屬也會與電

?1.研究背景目前，鋰離子電池的正極材料主要為鈷酸鋰（LCO）、三元材料（NCM）和磷酸鐵鋰（LFP）。近一兩年來，隨著電動汽車的增加以及儲能的逐漸放量，大家對電池安全性的關注也在逐步提高，除了電池設計技術的改善（如比亞迪的刀片電池，寧德時代的CTP技術等）外，對新材料的研發(fā)也尤為關鍵。LFP因其較高

?或許您并非電化學領域的專業(yè)人士，但在瀏覽相關期刊、參加學術會議，或訪問電化學設備制造商的網(wǎng)站時，您可能經(jīng)常會看到一個特殊的圖形，它呈現(xiàn)出鴨子狀的兩座山峰。行業(yè)內(nèi)，我們常稱它為“循環(huán)伏安圖”。它看起來是這個樣子的：在電化學研究中，我們通常通過觀察電子的流動來洞察化學反應的本質(zhì)。在無機化學領域，電化學過

?1.文章摘要鋰金屬陽極的體積膨脹所帶來的應力變化阻礙了其在實際應用中的潛力釋放，從而導致電極開裂、固體電解質(zhì)界面損傷和枝晶生長等問題。盡管有各種各樣的保護策略來“對抗”鋰金屬陽極的應力，但它們無法從根本上解決內(nèi)在問題。本文提出了一種獨特的策略，通過自適應壓電效應，利用電池循環(huán)過程中產(chǎn)生的應力，轉(zhuǎn)化為