顶刊综述I实现锂离子电池高安全性和高性能的新方法!

锂电联盟会长 2025-03-24 10:18

点击左上角“锂电联盟会长”,即可关注!

电子产品和固定式储能系统。同时实现高安全性和高能量密度/性能是一项永恒的追求。遗憾的是,传统电池是无源器件,其性能、安全性和日历/循环寿命都取决于始终存在的阳极/电解质和阴极/电解质界面的电化学反应性。电池材料的反应性和稳定性之间的固有冲突在电极/电解质界面 (EEI) 处仍然存在。更具体地说,高反应性电极/电解质材料提供高功率和高性能,但即使不使用电池,也会导致安全性差和加速降解。高度稳定(即反应性较低)的电极/电解质材料可以提高电池安全性、低降解性、低自放电和长寿命,但此类材料的功耗和性能较低。因此,电池材料开发一直旨在寻找不太反应性但也不太稳定的电极和电解质材料。
这项工作描述了一种实现安全和能量密集电池 (SEB) 电池的新策略,如图 1 所示,其中电池电阻与温度的倒数关系图。首先,通过使用高度稳定的材料和创造异常稳定的 EEI(其特点是更高的电荷转移电阻 (R电脑断层扫描 (CT)) 和更高的直流电阻 (DCR)。图 1 中从点 a(传统的锂离子电池设计)到 b 点(SEB 电池设计)的线说明了这一点。因此,这些电阻式 SEB 电池本质上是稳定和安全的,针刺、短路和高温储存证明了这一点。其次,为了让 SEB 电池在运行期间提供高功率,它们在运行前立即加热,例如从室温加热到 60°C,以恢复可接受的运行 DCR,并最终恢复电池功率,从图 1 中的 b 点(室温)到 c 点(在 60°C 等高温下)。这种通过快速热刺激实现的按需供电与当今 LIB 电池中的待机功率相反,后者需要始终存在高功率 EEI。Wang 等人 (1) 发现的自热结构使电池以 1° 至 5°C/s 的速度快速加热成为可能,其中将微米厚的镍箔插入一堆阳极-隔膜-阴极组件中,以实现均匀的内部加热。因此,从室温加热到 60°C 以方便电池运行,只需 10 到 20 秒。

图文解析

 
图 1:SEB 与传统 LIB 的原理和优势。
图片


DCR 随两种电池的倒温度而变化,其中钝化 SEB 的上部曲线由于 DCR 较高,因此始终更安全。然而,SEB 可以通过运行前的热刺激实现与 LIB 类似的功率输出,显示为从 b 点到 c 点。

为了实现必要的稳定、稳健的 EEI,本研究中使用了添加剂磷酸三烯酯 (TAP),基于文献中的充分证据,证明其能够提高电池在高压和高温条件下的稳定性。例如,在 2015 年,Xia 等人 (2) 证明,基于TAP的电解质在基于石墨/NCM442 的电池的两个电极上形成厚保护层,高温下自放电减少,高温循环期间气体产生减少,R 增加,证明了这一点电脑断层扫描 (CT).虽然之前已经探索过 TAP,但目前选择创建电阻式锂离子电池作为示例,以说明同时实现高安全性和高性能的概念。构建电阻电池的其他方法,例如使用低 Brunauer-Emmett-Teller 面积的电极材料,也很有效。

作为概念验证,我们准备了一个由标准电解质 1 M LiPF 组成的基线电池6在碳酸乙烯酯 (EC)/碳酸甲乙酯 (EMC) (3/7 wt) + 2 重量 % (wt %) 碳酸乙烯酯 (VC) 以及石墨阳极和 NCM622 阴极中。在初始充电/放电循环期间,会形成石墨上的固体电解质界面 (SEI) 和阴极电解质界面 (CEI) 的保护层。为了产生低 DCR 从而获得高功率,这些界面层通常很薄,缺乏足够的密度和弹性来抵抗滥用条件下的分解,抑制溶剂 EC 在 SEI 中的连续反应,或阻止 EC 与 CEI 中阴极材料释放的氧的持续氧化,从而导致锂消耗和电池容量损失。相比之下,在 SEB 电池中,我们通过在标准电解质中添加少量 TAP 来制造高度稳定、阻燃的 EEI。这种电解质改性伴随着 EC 含量的降低,即 EC/EMC (1/9 wt) + 2 wt % VC,旨在进一步减少通过副反应产生的气体。在这项工作中,我们展示了三个原型 SEB 细胞的结果,鉴定为 SEB-1、SEB-2 和 SEB-3,分别对应于 0.5、1 和 1.5 wt % TAP。通过电化学阻抗谱 (EIS) 测量的 SEB 电池的电荷转移电阻比没有电解质添加剂的基线电池增加了 3× 至 5×,如图 2A 所示。高阻抗来自 TAP 分子的聚合,这些分子在阳极和阴极表面形成厚而致密的界面膜 (2)。在阳极侧,该薄膜用作增强的 SEI 层以稳定进一步生长。在阴极侧,该薄膜阻止电解质中的 EC 在高温或高压下与 NCM 表面的晶格氧反应 (3),如图 2B 所示。

图 2:LIB 和 SEB 之间的实验比较和机制解释。
图片


(A) 奈奎斯特图显示了测得的 SEB 电池与基线 LIB 电池的电荷转移电阻。(B) 石墨和 NCM 颗粒表面原位形成的界面层示意图。石墨上增强的 SEI 层减慢了 EC 通过薄膜的传输并抑制了 SEI 的进一步生长。CEI 层在高温或高压下通过 NCM 表面的晶格氧阻止 EC 氧化。(C 和 D) SEB 单元和基线 LIB 单元钉子穿透过程中的电池电压和温度演变以及定性温度分布。两节电池都是 2.8-Ah 软包电池,由相同的石墨阳极和 NMC622 正极材料组成。基线 LIB 电池填充有标准电解质:1 M LiPF6在 EC/EMC (3/7 wt) + 2 wt % VC 中。SEB 电池具有 1 M LiPF 的电解质6在 EC/EMC (1/9 wt) + 2 wt % VC 中,TAP 作为电解质添加剂。RT,室温。

PolyTAP 及其复合材料是阻燃材料。此外,PolyTAP 在高温下具有电绝缘性能和稳定性 (4)。所有这些特性使 PolyTAP 非常适合在滥用条件下增强 SEB 细胞的安全性。图 2C 所示的钉子穿透测试证实了这一点,其中温升仅为 100°C(没有细胞变形、冒烟或火灾),而在基线情况下接近 1000°C(着火)(图 2D)。SEB 电池在钉子穿透过程中的电气性能进一步证明了 SEB 电池的卓越安全性能。对于基线电池,电池电压在钉子穿透后 5 s 内降低到 0.1 V。急剧的电压降表明,由于基线电池的内阻低,短路电流非常高。相比之下,SEB 电池的电压在插入后 5 s 内从 4.171 V 下降到 3.085 V,由于 SEB 电池的高内阻,表现出缓慢且受控的放电。SEB 单元中的电阻明显高于基线,这是由石墨和 NCM 颗粒表面形成的非导电层引起的,如图 2B 所示。

SEB 电池的稳定性和安全性在高压充电和高温日历寿命测试中进一步显现(图 S1 和 S2)。SEB 电池可以在 40°C 下承受 1254 次高压滥用 [恒流 (CC) 充电至 4.4 V,恒压 (CV) 至 C/20],容量保持率为 80%,而基线电池在相同的容量损失和工作温度下仅维持 40 次循环,这表明在高压充电条件下,SEB 电池比基线电池稳定 >30×因此更安全。日历寿命测试进一步表明,钝化的 SEB 电池可以有效抑制自放电。通过将电池电压恒定在所需值(例如 4.187 V,100% 充电状态 (SOC))来测量自放电电流。由于阳极 SEI 层的生长,基线和 SEB 电池在日历老化开始时都显示出自放电电流密度的快速降低。新鲜 SEB 电池在室温和 50% SOC 下比基线电池低 ~5×,在室温和 100% SOC 下比基线电池低 6×,在 60°C 时在 50% 和 100% SOC 下低 ~7×。存放 60 天后,自放电电流开始趋于平稳;然而,在室温和 50% SOC 下,SEB 电池中的自放电电流仍比基线电池低 2× 倍,在室温和 100% SOC 下低 3×。在 50% 和 100% SOC 的高温 (60°C) 下,自放电降低 4×,这表明在高温下,SEB 电池在日历寿命上保持优于基线电池。

SEB 单元的一个显着特点是按需高功率。当电池不工作时,SEB 电池在室温下闲置,表现出高稳定性和安全性。然而,在运行时,SEB 电池通过快速热刺激切换到高反应性条件。这可以通过 DCR 来说明,DCR 与功率性能成反比。在这里,通过 10 秒混合脉冲功率表征 (HPPC) 方法在 50% SOC 下测量 SEB 和基线 LIB 电池放电和充电时的 DCR。正如预期的那样,通过在电解质中添加少量 TAP,DCR 值显着增加,如图 3(A 和 B)所示,这也表明在 SEB-3 中添加更多的 TAP(例如,1.5 wt%)会导致 DCR 进一步增加,因为会形成更厚的保护层。

图 3:电池功率性能的温度依赖性。
图片


(A 和 B) SEB 电池在 50% SOC 下放电和充电的 DCR 与基线 LIB 电池。(C) 相对放电功率 (DCR)baseline@RT/DCR) 与基线 LIB 细胞的比较。(D) 相对反应性 (Rct,baseline@RT/R电脑断层扫描 (CT)) 与基线 LIB 电池相比,表明在适当的高温下运行的 SEB 电池(例如,50°C 的 SEB-3)可以在所有环境温度下提供足够的功率(标记为线 a),SEB 电池在室温下的安全性要高 5× 且老化更少(标记为线 b),并且 SEB 电池在 60°C 时发生热失控的可能性要低 2.6×(标记为线 c)。

图 3C 显示了 SEB 单元与基线 LIB 的相对功率,其中基线单元在室温下的功率归一化为统一,从而证明 SEB 单元可以通过在更高温度下运行来提供足够、更高的功率。在 50% SOC 下,在 29.2°C 下运行的 SEB-1 在室温下提供与基线电池相同的功率。最安全的电池 SEB-3 含有 1.5 wt % 的 TAP 添加剂,需要 44.6°C 的工作温度才能在室温下提供与基线电池相同的功率。基线电池具有 15° 至 35°C 的窄温度窗口,而 SEB 电池具有更高的最高工作温度,而不会变得过度反应。因此,需要更高温度运行才能进行电力回收,这对 SEB 电池来说并不构成问题。在 50% SOC 时,SEB-1、SEB-2 和 SEB-3 的基线锂离子电池的放电功率提升分别为 2.05、1.81 和 1.39(图 3C)。此外,在 0°C 的环境温度下,基线 LIB 电池的相对功率为 0.38,而 SEB-2 在 60°C 下运行时的相对功率为 1.81 [以 2°C/s 的速度将电池从 0° 加热到 60°C 需要 30 秒,这是 Wang 等人的典型自热结构。对于在冰冻环境中工作的 SEB 单元,这是 LIB 单元的功率提高了 ~5×。通常,SEB 电池的性能不受环境温度或天气的影响,因为它们总是在几秒钟内加热并在恒定的高温下运行。尽管将电池加热到高温会消耗电池能量,但与直觉相反,电池的总可输送能量并没有减少。如图 1 所示。S3 中,基线电池在室温下的 C/3 放电能量为 9.62 瓦时 (Wh),在 60°C 时 SEB-3 电池的放电能量为 10.15 Wh。 根据我们之前的工作 (1),10°C 的升温需要 ~1% 的电池能量,这意味着 SEB-3 电池需要 3.5% 的能量来从 25° 加热到 60°C;因此,剩余的放电能量为 9.79 Wh,比室温下基线电池高 2%。

图 3D 显示了从 EIS 结果的电荷转移电阻得出的相对界面反应性。这进一步证实,提高工作温度可以有效降低 SEB 电池的电荷转移电阻,从而提高电池的反应性和功率。SEB-2 相对于基线 LIB 细胞的反应性提升为 2.06。总体而言,相对功率和相对反应性都说明了 SEB 单元按需实现高功率的能力。另一方面,Fig. 3D 所示的这两个电池的相对反应性值表明,SEB 电池在室温下的安全性将降低 5×并且老化率降低 5×,这得到了图 S2 所示的自放电和容量保持测试的支持。此外,两种电池类型在 60°C 下的相对反应性比较表明,SEB 电池发生热失控的可能性降低了 2× 以上。

除了安全性和高功率之外,对 LIBS 的长循环寿命的需求也越来越大。采用高度稳定材料制成的低反应性 SEB 电池可提供更长的日历寿命(图 S2),这从电池在室温下处于闲置状态时的缓慢容量衰减中可以看出。在高温下,SEB 细胞的循环也很稳定。图 4A 比较了基线电池与 SEB 电池在 60°C 下循环期间的容量保持率,从 1C CC 充电到 4.2 V CV 充电到 C/20,然后 1C 放电到 2.8 V。显然,SEB 电池的性能优于基线电池,这可以从 481 次循环时 20% 的容量损失中得到证明,基线电池由于气体逸出和石墨阳极膨胀而出现电池变形的明显迹象, 而 SEB-3 可以在达到 20% 的容量损失之前实现 2821 次循环。这相当于循环寿命提高了约 6×。此外,SEB-3 在 75% 的容量保留率下实现了 4014 次循环,同时仍然显示出能够稳定循环的健康电池的迹象(没有明显的放气或镀锂)。这 4014 次循环的平均放电容量是等效全循环 (EFC) 的 84.2%。假设电动汽车(例如 2019 BMW i3)每个 EFC 的行驶里程为 153 英里,则 4014 次循环意味着 >517,000 英里的使用寿命。这超过商用电动汽车保修的 5×(例如,BMW i3,70% 容量 8 年或 100,000 英里)。通过考虑室温下日历老化期间容量衰减的速率(即稳定状态),可以进一步证明电池寿命的改善,其比 60°C(反应态)低 7×。SEB 电池只会在需要高功率或快速充电的情况下被加热到无功状态。其生命周期的大部分 (>90%) 将在空闲状态 (稳定状态) 中度过。因此,在现场,SEB 循环寿命预计将远超过 4014 次循环,然后才能达到 25% 的容量损失。

图 4:60°C 时循环稳定性的比较。
图片


(A 和 B) SEB 细胞在 60°C 下循环期间与基线 LIB 细胞的容量保留率和 DCR。 电池在 1 C 至 4.2 V 下以 C/20 的截止电流使用 CCCV 协议充电,然后在 1 C 至 2.8 V 下放电。(C 和 D) 新 SEB 电池与老化电池的放电曲线。

SEB 相对于基线电池的循环寿命的大幅延长可能源于在电解质添加剂存在下,石墨颗粒上形成的更致密、更稳定的 SEI 层和 NCM622 颗粒上形成的 CEI 层。对于基线电池,富含镍的 NCM 颗粒容易沿晶界 (5, 6) 出现微裂纹,这为电解质渗透提供了间隙,并导致更严重的电解质氧化和岩盐形成 (7)。颗粒开裂还释放出新的新鲜表面积,从中可以释放氧气 (8)。仅在 50 次循环后即可观察到基线细胞的 NCM622 颗粒上的微裂纹(图 5D)。在 956 次循环后,裂纹的形成在整个显微照片域中变得更加明显(图 5F)。对于 SEB 电池,在 50 次循环时未观察到 NCM 颗粒上的裂纹,并且在 4021 次循环后观察到少量裂纹(图 5J)。微裂纹的存在不仅会导致接触损失,还会加速 NCM 容量的衰减。对于 SEB 电池,TAP 的聚合物涂层可能会形成坚固的 CEI,从而减少微裂纹的形成(图 2B)。光学图像(图 S4)也证明了这一点,即使在 60°C 的高温下,4021 次循环后也没有观察到的细胞变形或膨胀。

图 5:基线和 SEB-3 电池的原始、老化电极的 SEM 显微照片。
图片

A) 原始阳极。(B) 原始阴极。(C) 50 次循环后的基线阳极。(D) 50 次循环后的基线阴极。(E) 956 次循环后的基线阳极。(F) 956 次循环后的基线阴极。(G) 50 次循环后的 SEB-3 阳极。(H) 50 次循环后的 SEB-3 阴极。(I) 4021 次循环后的 SEB-3 阳极。(J) 4021 次循环后的 SEB-3 阴极。ETD,Everhart-Thornley 探测器;HV,电子加速电压;WD, 工作距离;HFW,水平视场宽度。

TAP 添加剂的使用显着改变了 EEI 成分。我们在 4021 次循环后对石墨和 NCM 电极进行了 X 射线光电子能谱 (XPS),并在 956 次循环后比较了基线电池样品的 EEI 结构。在石墨阳极,与基线电池的对照样品相比,含 TAP 的电解质衍生的 SEI 含有高浓度的 C、O 和 P 元素(图 6 和图 S5)。此外,在含有 TAP 的电解质衍生的 SEI 中,还发现整个含 C 物质中 C─C 物质的含量较高,这表明 TAP 在阳极分解(图 S5)。同时,阴极 CEI 的组成也发生了变化。与基线 SEI 相比,使用 TAP 添加剂时,SEI 层的 C、P 和 F 更多,而 Li 和 O 更少(图 6 和图 S5)。LiF 和含 P 物质(O─P═O、Li)含量高xPy之z和 LixPyFz) (9) 由于使用了 TAP 添加剂,因此在阴极 CEI 层中发现了 (图 6)。详细的峰解释如下:C 1s 谱图 中 284.6、286.1、288.8 和 290.1 eV 处的峰分别归因于 C─C、C─O、O─C═O 和 poly(O─C═O) (10);F 1s 光谱中 684.6 eV 的峰值归因于 LiF;F 1s 光谱中 686.9 eV 的峰值和 P 2p 光谱中 136.7 eV 的峰值归因于 O─P═O 和 LixPy之z;F 1s 谱中 686.3 eV 的峰值和 P 2p 谱中 134.5 eV 的峰值归因于 LixPyFz.在比较老化基线(956 次循环)和 SEB-3 电极(4021 次循环)的 O 1s 光谱时,与基线阴极相比,SEB-3 阴极在 529.2 eV 处的峰值被有效消除(图 6)。这表明对于伴随相对较厚的 CEI 层的 SEB-3 阴极,检测到的 NCM622 晶格氧较少。这与 Xia 等人 (2) 在 TAP 添加剂存在下在包被的 NMC442 表面上检测到的较厚的 CEI 层一致。因此,XPS 结果证实,TAP 添加剂会导致 CEI 层变厚,从而减慢裂纹演变速度、减少气体产生和延长循环寿命。

图 6:老化基线电极和 SEB-3 电极的 XPS 核心光谱比较。
图片



石墨和 NCM622 电极在 956 次循环后从基线电池中取出,在 4021 次循环后从 SEB-3 电池中取出。

三个 SEB 细胞在 1000 个周期内显示出非常接近的容量衰减率(图 4A)。超过 1000 次循环后,SEB-3 的容量衰落速率远低于其他两个 SEB 细胞,正如其最低的反应性所预期的那样。与基线电池相比,SEB 电池的稳定性和长循环寿命明显,其原因可以从不同衰老阶段容量保持趋势的差异中推断出来。对于基线单元,我们看到 C/3 容量保留率在初始阶段急剧下降,而在次要阶段缓慢下降。这主要归因于 SEI 层快速和缓慢增长期间锂库存的损失。对于 SEB 电池,容量衰减与循环次数呈线性关系,表明在老化的初始阶段没有快速生长,因为 SEI 层的生长被阻燃保护层的原位形成抑制。此外,在电池老化的最后阶段,在室温和低温下,通常可以在基线电池中观察到由于镀锂而导致的急剧非线性容量损失 (11)。然而,在所有在 60°C 下运行的 SEB 电池中,这种镀锂引起的容量损失不存在,表明 SEB 电池中没有镀锂。与传统的 LIB 电池相比,无锂电镀的 SEB 电池在安全性方面有显著提高。
SEB 电池在现场部署时有望实现超长循环寿命的另一个优势。虽然传统的 LIB 电池会经历较大的环境温度波动,但 SEB 电池几乎总是在单个恒定温度(例如 60°C)下运行,而不受环境温度的影响,并且经过极短的初始自热初始转换时间(大约几十秒)。后一个功能保证了 SEB 电池中电池材料因温度变化较大而造成的最小损坏。
对于基线电池,高温下的容量损失主要是由于阳极侧的 SEI 生长和阴极侧的溶剂氧化。因此,DCR 随着循环次数的增加而显着增加(图 4B)。在 SEB 细胞的情况下,新鲜细胞的 DCR 最初远大于基线细胞;然而,由于阳极和阴极上的保护涂层,它的增长速度要慢得多(图 2B)。图 4(C 和 D)分别显示了新鲜 SEB 电池与老化电池的放电曲线。由于 DCR 随循环次数的增加而增加,因此 SEB-3 在 60°C 下循环 2821 次后出现轻微的功率衰减。 相比之下,基线电池显示出 DCR 急剧增加,因此仅在 556 个周期内就出现了大量的功率损失(图 S6)。对于所有含有 TAP 添加剂的 SEB 细胞,它们的 DCR 呈线性增加,添加剂含量的增加导致新鲜细胞中的 DCR 较高,但随着循环次数的增加,DCR 演变较慢(图 4B)。SEB 电池在循环测试期间不会产生气体,因此比基线电池更安全。此外,含有 TAP 的细胞在形成过程中产生的气体比基线细胞少 (2, 12)。

由于 SEB 电池的耐高压性,当充电到 4.4 V 的高压时,与 4.2 V 相比,SEB 电池的放电容量增加了 12.7%,放电能量增加了 14.5%(图 S1B)。因此,高压容差可用于提高电池能量密度。

SEB 电池的电解质是通过降低 EC 含量并添加 TAP 作为添加剂配制的。虽然 EC 是形成 SEI 层的必需溶剂,但它也会导致气体生成,尤其是在高压下 (13)。日历老化测试表明,高温和高 SOC 条件会加速容量衰减和内阻增加,同时也会促进气体的产生。SEB 电池最初在电解质中含有 10 wt % EC。在形成周期中消耗一些 EC,导致形成的 SEB 细胞中的 EC 含量远低于 10%。这是有利的,因为无 EC 电解质中的气体生成速率低于 EC 含量高的电解质中的气体生成速率。

随着新材料的引入电解质,应评估对电池成本、重量和制造的影响。电解质添加剂 TAP 与目前的标准溶剂相比,具有相当的价格和密度;因此,预计 SEB 电解质的引入不会有明显的材料成本差异。与超浓电解质 (14) 不同,与标准电解质相比,含 TAP 的电解质不会增加粘度。从制造的角度来看,SEB 电解质也不会增加额外的成本,因为在引入电池期间和之后的加工相似性。

最后,SEB 电池提供了与电池组热管理相关的重要优势。当需要高功率时,SEB 电池将在内部加热 (1) 并在高温下运行。假设环境温度为 25°C,并且 SEB 和基线电池分别在 60° 和 30°C 下运行,则 SEB 提供的驱动散热的温差比基线情况大 7×。此外,SEB 电池在 60°C (17.1 ohm·cm) 的工作温度下具有较低的 DCR2对于具有 1 wt % TAP 的 SEB),比 30°C 时的基线池 (25.3 ohm·cm)2),表示在相同电流下发热降低 ~1.5×。这两个因素的结合使 SEB 电池的热管理负担减轻了大约 10 倍。

总结

总体而言,新型 SEB 在空闲条件下提供高安全性和稳定性,这通过机械(钉子穿透)、电气(高压充电)和热滥用(高温存储)得到了证明。SEB-2 电池在高压下的稳定性导致当充电至 4.4 V 时,可额外产生 14.5% 的能量。在 60°C 下运行时,它的放电功率增加了 81%,充电功率增加了 65%。 此外,SEB-3 在 60°C 下实现了 >4000 次循环,同时仍显示出健康细胞继续运行的迹象。此外,高工作温度有助于热管理。这里展示的所有这些关键优势(高安全性、高功率按需、长寿命和易于热管理)使 SEB 电池非常有希望广泛应用于下一代电动汽车等。

在电动汽车的背景下,SEB 的引入在电池组层面实现了能量密度的大幅提高和成本降低,因为 (i) 简化或完全消除了热管理系统;(ii) 提高 SEB 电池的安全性,从而能够拆除安装在电池组中的部分或全部安全装置;(iii) 由于 SEB 电池始终在单个恒定温度下运行,因此简化了电池管理系统,这使得 SOC、功率状态、健康状态等的估计过于简单。我们相信,在不引入新的化学或电池制造的情况下,SEB 电池组的能量密度可以提高 25% 到 30%,成本降低 30% 是可能的。

更广泛地说,所提出的电池单元钝化以在怠速条件下确保安全,然后在运行前自加热以获得高功率的策略对电池材料开发的未来方向产生了深远的影响。在 SEB 框架内,活性材料和电解质以及 EEI 的高反应性不再是必需的。唯一的要求是在高温下的稳定性。这样的设计策略将导致电池在低温下的性能处于休眠状态,甚至在室温下具有低功率,但所有这些缺陷都可以通过自热结构 (1) 来规避,它将在数十秒内将 SEB 电池从低温或室温带到适合高功率输出的高温。另一方面,这些 SEB 电池在所有情况下都享有超高的安全性和超低的降解性,以及在高温下强大的循环稳定性。我们希望这种非常规的策略能够为开发颠覆性的一代 LIB 释放大量新材料。

原文链接:https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aay7633
锂电联盟会长向各大团队诚心约稿,课题组最新成果、方向总结、推广等皆可投稿,请联系:邮箱libatteryalliance@163.com或微信Ydnxke。
相关阅读:
锂离子电池制备材料/压力测试
锂电池自放电测量方法:静态与动态测量法
软包电池关键工艺问题!
一文搞懂锂离子电池K值!
工艺,研发,机理和专利!软包电池方向重磅汇总资料分享!
揭秘宁德时代CATL超级工厂!
搞懂锂电池阻抗谱(EIS)不容易,这篇综述值得一看!
锂离子电池生产中各种问题汇编
锂电池循环寿命研究汇总(附60份精品资料免费下载)

锂电联盟会长 研发材料,应用科技
评论 (0)
  • WT588F02B是广州唯创电子推出的一款高性能语音芯片,广泛应用于智能家电、安防设备、玩具等领域。然而,在实际开发中,用户可能会遇到烧录失败的问题,导致项目进度受阻。本文将从下载连线、文件容量、线路长度三大核心因素出发,深入分析烧录失败的原因并提供系统化的解决方案。一、检查下载器与芯片的物理连接问题表现烧录时提示"连接超时"或"设备未响应",或烧录进度条卡顿后报错。原因解析接口错位:WT588F02B采用SPI/UART双模通信,若下载器引脚定义与芯片引脚未严格对应(如TXD/RXD交叉错误)
    广州唯创电子 2025-03-26 09:05 77浏览
  • 在智慧城市领域中,当一个智慧路灯项目因信号盲区而被迫增设数百个网关时,当一个传感器网络因入网设备数量爆增而导致系统通信失效时,当一个智慧交通系统因基站故障而导致交通瘫痪时,星型网络拓扑与蜂窝网络拓扑在构建广覆盖与高节点数物联网网络时的局限性便愈发凸显,行业内亟需一种更高效、可靠与稳定的组网技术以满足构建智慧城市海量IoT网络节点的需求。星型网络的无线信号覆盖范围高度依赖网关的部署密度,同时单一网关的承载设备数量有限,难以支撑海量IoT网络节点的城市物联系统;而蜂窝网络的无线信号覆盖范围同样高度依
    华普微HOPERF 2025-03-24 17:00 177浏览
  • 在嵌入式语音系统的开发过程中,广州唯创电子推出的WT588系列语音芯片凭借其优异的音质表现和灵活的编程特性,广泛应用于智能终端、工业控制、消费电子等领域。作为该系列芯片的关键状态指示信号,BUSY引脚的设计处理直接影响着系统交互的可靠性和功能拓展性。本文将从电路原理、应用场景、设计策略三个维度,深入解析BUSY引脚的技术特性及其工程实践要点。一、BUSY引脚工作原理与信号特性1.1 电气参数电平标准:输出3.3V TTL电平(与VDD同源)驱动能力:典型值±8mA(可直接驱动LED)响应延迟:语
    广州唯创电子 2025-03-26 09:26 80浏览
  • 在智能终端设备快速普及的当下,语音交互已成为提升用户体验的关键功能。广州唯创电子推出的WT3000T8语音合成芯片,凭借其卓越的语音处理能力、灵活的控制模式及超低功耗设计,成为工业控制、商业终端、公共服务等领域的理想选择。本文将从技术特性、场景适配及成本优势三方面,解析其如何助力行业智能化转型。一、核心技术优势:精准、稳定、易集成1. 高品质语音输出,适配复杂环境音频性能:支持8kbps~320kbps宽范围比特率,兼容MP3/WAV格式,音质清晰自然,无机械感。大容量存储:内置Flash最大支
    广州唯创电子 2025-03-24 09:08 192浏览
  • 文/Leon编辑/cc孙聪颖‍“无AI,不家电”的浪潮,正在席卷整个家电行业。中国家电及消费电子博览会(AWE2025)期间,几乎所有的企业,都展出了搭载最新AI大模型的产品,从电视、洗衣机、冰箱等黑白电,到扫地机器人、双足机器人,AI渗透率之高令人惊喜。此番景象,不仅让人思考:AI对于家电的真正意义是什么,具体体现在哪些方面?作为全球家电巨头,海信给出了颇有大智慧的答案:AI化繁为简,将复杂留给技术、把简单还给生活,是海信对于AI 家电的终极答案。在AWE上,海信发布了一系列世俱杯新品,发力家
    华尔街科技眼 2025-03-23 20:46 78浏览
  • 在人工智能与物联网技术蓬勃发展的今天,语音交互已成为智能设备的重要功能。广州唯创电子推出的WT3000T8语音合成芯片凭借其高性能、低功耗和灵活的控制方式,广泛应用于智能家居、工业设备、公共服务终端等领域。本文将从功能特点、调用方法及实际应用场景入手,深入解析这款芯片的核心技术。一、WT3000T8芯片的核心功能WT3000T8是一款基于UART通信的语音合成芯片,支持中文、英文及多语种混合文本的实时合成。其核心优势包括:高兼容性:支持GB2312/GBK/BIG5/UNICODE编码,适应不同
    广州唯创电子 2025-03-24 08:42 161浏览
  • 核心板简介创龙科技 SOM-TL3562 是一款基于瑞芯微 RK3562J/RK3562 处理器设计的四核 ARM C ortex-A53 + 单核 ARM Cortex-M0 全国产工业核心板,主频高达 2.0GHz。核心板 CPU、R OM、RAM、电源、晶振等所有元器件均采用国产工业级方案,国产化率 100%。核心板通过 LCC 邮票孔 + LGA 封装连接方式引出 MAC、GMAC、PCIe 2.1、USB3.0、 CAN、UART、SPI、MIPI CSI、MIPI
    Tronlong 2025-03-24 09:59 187浏览
  • 人形机器人产业节奏预估:2024年原型机元年,2025年小规模量产元年。当宇树科技H1人形机器人以灵动的手部动作在春晚舞台上演创意融合舞蹈《秧Bot》,舞出"中国智造"时,电视机前十几亿观众第一次深刻意识到:那个需要仰望波士顿动力的时代正在落幕。*图源:宇树科技短短数周后,宇树G1机器人又用一段丝滑的街舞在网络收割亿级播放量,钢铁之躯跳出赛博朋克的浪漫。2月11日,宇树科技在其京东官方旗舰店上架了两款人形机器人产品,型号分别为Unitree H1和G1。2月12日,9.9万元的G1人形机器人首批
    艾迈斯欧司朗 2025-03-22 21:05 137浏览
  •       知识产权保护对工程师的双向影响      正向的激励,保护了工程师的创新成果与权益,给企业带来了知识产权方面的收益,企业的创新和发明大都是工程师的劳动成果,他们的职务发明应当受到奖励和保护,是企业发展的重要源泉。专利同时也成了工程师职称评定的指标之一,专利体现了工程师的创新能力,在求职、竞聘技术岗位或参与重大项目时,专利证书能显著增强个人竞争力。专利将工程师的创意转化为受法律保护的“无形资产”,避免技术成果被他人抄袭或无偿使
    广州铁金刚 2025-03-25 11:48 128浏览
  • 在智能终端设备开发中,语音芯片与功放电路的配合直接影响音质表现。广州唯创电子的WTN6、WT588F等系列芯片虽功能强大,但若硬件设计不当,可能导致输出声音模糊、杂音明显。本文将以WTN6与WT588F系列为例,解析音质劣化的常见原因及解决方法,帮助开发者实现清晰纯净的语音输出。一、声音不清晰的典型表现与核心原因当语音芯片输出的音频信号存在以下问题时,需针对性排查:背景杂音:持续的“沙沙”声或高频啸叫,通常由信号干扰或滤波不足导致。语音失真:声音断断续续或含混不清,可能与信号幅度不匹配或功放参数
    广州唯创电子 2025-03-25 09:32 67浏览
  • 无论你是刚步入职场的新人,还是已经有几年经验的职场老手,培养领导力都是职业发展中一个至关重要的环节。拥有良好的领导能力不仅能让你从人群中脱颖而出,也能让你在团队中成为一个值得信赖、富有影响力的核心成员。什么是领导力?领导力并不仅仅意味着“当老板”或者“发号施令”。它更多地是一种能够影响他人、激发团队潜能,并带领大家实现目标的能力。一位优秀的领导者需要具备清晰的沟通能力、解决问题的能力,以及对人心的深刻理解。他们知道如何激励人心,如何在压力下保持冷静,并能在关键时刻做出正确的决策。如何培养领导力?
    优思学院 2025-03-23 12:24 94浏览
  • 今年全国两会期间,“体重管理”和“育儿”整体配套政策引发了持久广泛关注。从“吃”到“养”,都围绕着国人最为关心的话题:健康。大家常说“病从口入”,在吃这件事上,过去大家可能更多是为了填饱肚子,如今,消费者从挑选食材到厨电都贯彻着健康的宗旨,吃得少了更要吃得好了。这也意味着在新消费趋势下,谁能抓住众人的心头好,就能带起众人的购买欲望,才能在新一轮竞争中脱颖而出。作为家电行业的风向标,在2025年中国家电及消费电子博览会(AWE)上,这两个话题也被媒体和公众频繁提及。深耕中国厨房三十余年的苏泊尔再次
    华尔街科技眼 2025-03-22 11:42 83浏览
  •        当今社会已经步入了知识经济的时代,信息大爆炸,新鲜事物层出不穷,科技发展更是一日千里。知识经济时代以知识为核心生产要素,通过创新驱动和人力资本的高效运转推动社会经济发展。知识产权(IP)应运而生,成为了知识经济时代竞争的核心要素,知识产权(Intellectual Property,IP)是指法律赋予人们对‌智力创造成果和商业标识等无形财产‌所享有的专有权利。其核心目的是通过保护创新和创意,激励技术进步、文化繁荣和公平竞争,同时平衡公共利益与
    广州铁金刚 2025-03-24 10:46 75浏览
我要评论
0
0
点击右上角,分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦