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期刊信息/Journal information
储能科学与技术
化学工业出版社
储能科学与技术

化学工业出版社

丁玉龙

双月刊

2095-4239

energystorage_cip@163.com;esst_edit@126.com

010-64519601/9602

100011

北京市东城区青年湖南街13号

储能科学与技术/Journal Energy Storage Science and TechnologyCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>《储能科学与技术》（Energy Storage Science and Technology）是化学工业出版社、中国化工学会联合主办的国内唯一的储能专业期刊，由中国石油和化学工业联合会主管，国内统一刊号CN 10-1076/TK，中国科学引文数据库核心期刊（CSCD）、中国科技核心期刊，中国化工学会及储能工程专委会会刊。目前已被美国《乌利希期刊指南（网络版）》（Ulrichsweb）、英国科学文摘数据库（INSPEC）和美国《化学文摘（网络版）》（CA）收录，荣誉主编为英国伯明翰大学丁玉龙教授。
正式出版
收录年代

    纳米硅的砂磨宏量制备及其碳纤维复合负极的储锂性能研究

    徐铖杰黄玉林林中飞雨林志铭...
    1-11页
    查看更多>>摘要：硅碳负极材料因具有较高的储锂容量等优势在锂离子电池领域备受关注,但仍面临电导欠佳、体积膨胀及界面兼容性差等问题.本研究从太阳能电池微米硅废料的纳米化处理出发,通过优化砂磨实验参数实现宏量制备颗粒粒径约为300 nm硅纳米颗粒.进一步地,通过静电纺丝法制备铜纳米颗粒修饰的硅碳复合材料,所制硅碳复合材料中的硅与铜纳米颗粒内嵌或附着在纳米纤维上.综合研究其电化学储锂性能发现,该复合材料以碳纳米纤维作为基体,辅以铜纳米颗粒的修饰,可构建出高导电网格并进一步提升复合材料的电导能力,有效克服硅材料的剧烈体积膨胀以及导电性差的缺点,进而表现显著增强的电化学储锂综合性能.特别是,结构优化后的硅碳复合负极材料在1.0 A/g的较高电流密度下循环550次后仍可保持765.9 mAh/g的高可逆容量.因此,本研究为宏量制备硅纳米材料及其硅碳纤维复合负极提供了良好的参考.

    锂离子电池纳米硅宏量制备硅碳负极性能调制储锂性能

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    基于磁性测试揭示CoO储锂机理

    徐熙祥赵越阮明岳李强...
    12-23页
    查看更多>>摘要：当今社会对储能技术需求日益迫切,电化学储能作为储能系统中的"桥梁"极具发展潜力,然而面临电化学储能中微量杂质相检测以及复杂界面储能探测的挑战,传统表征手段已经显示出局限性.储能材料的晶体结构、元素价态、电子能带以及电化学特性与其磁学性质密切耦合,因此本文基于磁性测试,通过高低温等温磁化曲线(magnetic hysteresis,M-H)测试、零场冷/场冷(zero-field-cooled/field-cooled,ZFC/FC)变温磁化曲线测试,相较于传统表征手段X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)及高分辨透射电镜(high resolution transmission electron microscope,HRTEM),能够定量、高效、精准地检测出CoO中存在有效降低极化、提升首圈库仑效率(74.3％～83.77％)、提高大电流循环性能(2 A/g 50圈容量保持率116.59％)的微量金属Co杂质相(CoO/Co@20min 0.66％,CoO/Co@40min 2.27％).同时本文利用原位实时磁学循环伏安法CV测试及恒流充放电测试,直观揭示出CoO在低电压区间里复杂、难以探测的空间电荷与固体电解质界面(solid electrolyte interphase,SEI)膜两种不同类型的界面储能机制,成功解释了CoO远超理论容量的额外容量来源.储能材料的合成制备离不开高度精准的杂质相检测,储能领域的下一步研究发展取决于能否对界面储能深入理解.本工作为杂质相检测及界面储能机理探测提供了一种无伤且高分辨的磁学全新视角,为推动储能领域的创新,解决当今社会面临的能源挑战贡献力量.

    磁学测试杂质相监测界面储能原位实时磁学测试磁电化学

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    金属锂电池死锂形成机制及解决策略

    金成滨黄益钰陶新永盛欧微...
    24-35页
    查看更多>>摘要：锂作为一种高容量负极,是构筑高比能金属锂电池的关键材料.然而金属锂电池实际应用仍面临诸多挑战,尤其是死锂问题,导致电池循环寿命和安全性严重下降.本文从死锂的形成机制、表征技术和解决策略三个方面开展论述.死锂主要来源于不完全的脱锂过程,以及锂的化学/电化学腐蚀,后者在电池充放电以及日历老化过程中都会发生.结合作者及合作者近期的相关研究报道,本文讨论了冷冻电镜、原位光学显微镜/拉曼光谱、三电极电化学技术等在死锂微观结构组成及其形成演变机制方面的应用.概括了通过设计骨架支撑锂的体相结构,引入保护层稳定界面,配置高性能电解液/固态电解质等死锂抑制型策略,减少死锂的产生和积累.此外,分析了解决死锂问题的激活策略,利用氧化还原对实现死锂的转化、迁移、存储和再利用.由于锂腐蚀、界面溶解、内电场作用等,实际电池体系中死锂的结构组成、空间分布等都存在复杂的动态变化,仍需开展大量研究剖析死锂的动态演变机制,提出根治死锂问题的科学思路.

    死锂表征技术抑制策略死锂激活动态演变

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    锂硫电池电解液多功能添加剂:作用机制及先进表征

    贾铭勋吴桐杨道通秦小茜...
    36-47页
    查看更多>>摘要：锂硫电池作为一种新型清洁能源存储转化装置具有高理论比容量、环境友好等优点,是现如今储能领域中的重点研究对象.但电池充放电时氧化还原反应动力学缓慢及长链多硫化锂的穿梭效应影响电池循环寿命.电解液是锂硫电池的重要组成部分,在充放电过程中肩负着离子转移和电子传递的作用.近年来,锂硫电池多功能电解液添加剂的研究脱颖而出,在电解液中引入添加剂可实现催化多硫化锂转化反应、保护金属锂、调控界面等功能.本文通过对近期相关文献的探讨,综述了利用电解液添加剂提升电池充放电反应动力学和抑制多硫化物穿梭效应的策略,着重介绍了无机共盐、有机含硫、有机含氟、有机含硒/碲添加剂,重点分析了上述添加剂对多硫化物调控的作用机制.在探究电池内部的反应机理方面,介绍了多种具有实时性和精准性的原位表征仪器在锂硫电池中的应用.综合分析了锂硫电池电解液多功能添加剂的研究进展,针对多种类型添加剂的作用机制进行讨论;指出原位表征技术对揭示催化机理和设计功能添加剂的指导作用,并对锂硫电池电解液添加剂未来发展方向进行展望.

    锂硫电池电解液添加剂多硫化物作用机制原位表征技术

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    混合固液锂离子电池的热失控行为研究

    靳欣张建茹王其钰张锐...
    48-56页
    查看更多>>摘要：混合固液电解质锂离子电池是一种具有高能量密度、高安全性的储能器件,有望短期内实现产业化.本工作选择混合固液电解质(LATP和电解液)匹配高比容量活性材料(正极NCM811和负极C@SiO)为研究体系,采用绝热加速量热仪和气相色谱仪对全SOC及不同全寿命周期下混合固液电解质锂离子电池进行热失控模拟和产气组分分析,并通过超声检测仪分析不同寿命周期下电解液含量的变化情况.研究结果显示:该体系新鲜电池随荷电态的增加而热安全性降低,产气量增大,且可燃气体的占比会增加.随着循环容量的衰减,电池样品的热失控起始温度、最高产热速率以及产气量变化有所差异,在容量保持率为70％时热稳定性有所改善,结合超声分析结果推测与电解液转化成固态电解质有关.该工作初步探究了该体系电池的热失控行为,为后期内部机理解析和电池设计提供了支撑.

    锂离子电池混合固液热失控全寿命周期

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    广告索引

    56页
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    高比能量锂离子软包电池针刺测试的影响因素研究

    李召阳刘定宏赵岩岩陈满...
    57-71页
    查看更多>>摘要：通过高重复性的针刺试验平台对两款高镍三元体系的高比能量(260～300 Wh/kg)软包锂离子动力电池进行试验,基于针刺内短路的电子流向模型,分析了不同针刺速度、针尖角度、夹具形式和针刺位置的影响和作用规律,并提出针刺安全性能的量化评估参数.试验结果表明:测试使用的夹具孔径越小、针刺速度越快,电池在针刺过程中的内短路放电就越严重,针刺后的温升和压降也越大,特别是使用20 mm以下孔径夹具对高比能软包电池进行高速针刺时有较大概率触发热失控并起火;然而由于软包电池的层间导热系数较低,此时电芯外部温升相对起火存在一定滞后性;在其他条件相同时,刺针针尖角度的变化并不会给内短路放电的能量损耗带来太大差异,反而是针刺位置的偏离会大大提高失效起火的风险,这再次印证了隔膜对刺针的包裹和阻隔作用是高比能量软包电池针刺起火与否的重要影响因素;区别于传统的测试现象描述和Hazard Level等级评价,针对内短路发热导致集流体熔融这一过程,可以根据其特征电压参数计算短路恶劣指数,能够为产品的针刺安全性能提供量化的评价指标.本研究有助于锂离子软包电池的针刺测评技术开发,并可以为高比能量电池在面临机械应力破坏或枝晶过度生长时的安全性提供试验参考.

    高能量密度锂离子电池针刺测试热失控

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    基于空间分辨中子衍射方法的锂离子电池电化学反应均匀性研究

    童文欣黄中垣王睿邓司浩...
    72-81页
    查看更多>>摘要：锂离子电池作为一种具有复杂组成的电化学器件,其电化学反应的均匀性受多种因素影响,包括正负极材料成分、电池结构和制备工艺等.电池的局部电化学反应不均匀性将导致局部失效加剧,进而影响其电化学性能、循环稳定性和安全性.鉴于电池拆解分析不但会破坏其电芯结构,改变电极材料的化学性质,进而影响分析结果的准确性,本工作介绍并应用无损的空间分辨飞行时间中子衍射方法,对大尺寸软包锂离子电池电化学反应分布的均匀性展开研究.通过采集和分析毫米尺度测试区域的中子衍射数据,获得了全电池在初始状态和失效状态下锂离子嵌入石墨负极过程中的相变信息,并构建了全电池不同位置处的石墨负极多相含量分布和归一化后负极中的锂浓度分布图.此外,结合高精度三维X射线断层扫描方法,从电池厚度、电流密度和电解质浓度等多个角度,分析和探讨了这些因素对锂离子电池电化学反应均匀性的影响.空间分辨中子粉末衍射方法可以对不同类型和不同形状的金属离子电池中的电化学反应均匀性进行快速直接的检测,为电池结构性能优化和技术改进提供强有力的技术支持.

    空间分辨中子衍射方法锂离子电池材料锂浓度分布电化学反应均匀性

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    锂电池用参比电极的设计与应用

    肖也徐磊闫崇黄佳琦...
    82-91页
    查看更多>>摘要：参比电极对于解析高安全、高性能锂电池内部物理化学过程具有重要意义.然而在科学研究及产品开发中,可靠参比电极的实际构建和集成仍具有挑战性.本文首先阐明锂电池用参比电极的原理和特性,进而梳理基本设计参数,包括活性材料选择、几何尺寸、制备工艺和检测设置.然后介绍了引入参比电极的三电极体系在锂电池工作/失效机制分析方面的应用实例.最后展望了开发和部署锂电池用参比电极的挑战和发展方向.

    参比电极锂离子电池锂金属电池电极电势电化学阻抗谱

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    高镍正极材料表面锂残渣的研究进展

    王盼晴黄彦杰何一芃陈祁恒...
    92-112页
    查看更多>>摘要：目前锂离子电池的电化学性能和成本在很大程度上取决于正极材料,其中,具有高比容量和高工作电压等优点的高镍层状正极材料被广泛关注.然而,其表面的锂残渣会严重影响电极的制备和电池的电化学性能,限制了其在新能源汽车等领域的大规模应用.因此,高镍层状正极材料表面锂残渣的研究在进一步提升材料性能和电池安全性能等方面具有重要意义.本文综述了近年来高镍层状正极材料表面锂残渣的研究进展,从锂残渣形成机理,对高镍层状正极材料的影响以及酸碱滴定、傅里叶红外光谱、飞行时间二次离子质谱、固态核磁共振及热重分析结合质谱等锂残渣含量检测方法方面展开,总结了利用去除、物理包覆及原位再利用三种方法有效消除锂残渣对高镍层状正极材料的影响,改善其性能,并对进一步消除锂残渣对正极材料及锂离子电池的影响进行了展望.同时,本文针对锂残渣的展望及研究也同样适用于钠离子电池正极材料表面的钠残渣.本文旨在突出锂残渣原位再利用在高镍层状正极材料改性研究中的应用潜力,为锂离子电池的研究发展提供新的思路.

    高镍层状正极材料锂残渣形成机理检测方法原位再利用

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