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钛酸锂基锂离子电池的析气特性
  • ISSN号:1005-281X
  • 期刊名称:《化学进展》
  • 时间:0
  • 分类:O646.2[理学—物理化学;理学—化学] TM912[电气工程—电力电子与电力传动]
  • 作者机构:[1]中国科学院上海微系统与信息技术研究所,上海200050, [2]中国科学院大学,北京100049
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(No.51277173,21373257);上海市基础重点项目(No.11JC1414600)资助~~
中文摘要:

目前商用锂离子电池主要使用碳负极材料。零应变的钛酸锂被认为是比碳更安全、寿命更长的负极材料,在混合电动汽车和风/光/电并网、智能电网等领域有独特的应用前景。但是,采用钛酸锂负极的锂离子电池在充放电及储存过程中极易发生气胀,从而导致外壳变形、电池向外析气、电池性能急剧下降等问题,这是制约钛酸锂实际应用的最大障碍。本文首先介绍了钛酸锂基锂离子电池的产业发展状况,其采用的正极材料分别为Li(NixCoyMn1-x-y)O2、LiMn2O4、LiFePO4与LiCoO2等四种。针对其气胀问题,从钛酸锂电极材料的界面特性、水分、电解液还原分解、负极电位、杂质等方面综述了相关的最新研究进展。同时结合作者的研究工作,从材料、工艺、使用等角度指出了气胀的改进措施,最后还介绍了钛酸锂基锂离子电池气胀方面亟待解决的问题及今后的研究重点。

英文摘要:

At present,carbonaceous materials are extensively adopted as an anode for commercial lithium-ion batteries. Zero-strain lithium titanate is generally considered as a more safe and long-life span anode compared w ith carbonaceous materials,and it will find specific applications in various fields such as hybrid electric vehicles,wind-light-electricity grids,and smart grids. How ever,the lithium-ion batteries using the lithium titanate as anode will easily swell during the charge-discharge cycle and storage,thus resulting in shell distortion,gas evolution,performance deterioration,and so on. This greatly prevents the practical application of lithium titanate. In this paper,the industrial developments of the four kinds of lithium-ion batteries using the lithium titanate anode are reviewed,and the associated cathode materials are Li( NixCoyMn1-x-y)O2,LiMn2O4,LiFePO4,and LiCoO2,respectively. The latest research progress of the gas evolution mechanism is summarized from the perspectives of the interfacial characteristics,the water content,the electrolyte reductive decomposition,the negative electrode potential,and the impurities. At the same time,combined with the author's research work,the improving measures are put forward from the view points of material,process,and application. Finally,the key issues and prospects of gassing are also commented.

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期刊信息
  • 《化学进展》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院基础研究局 化学部 文献情报中心
  • 主编:
  • 地址:北京中关村四环西路33号
  • 邮编:100080
  • 邮箱:scinfo@mail.las.ac.cn
  • 电话:010-82627757
  • 国际标准刊号:ISSN:1005-281X
  • 国内统一刊号:ISSN:11-3383/O6
  • 邮发代号:82-645
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国科学引文索引(扩展库),日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:21655