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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

    SnSb-Li4Ti5O12复合负极材料低温高倍率储锂特性研究

    马国政陈金伟熊兴宇杨振忠...
    2107-2115页
    查看更多>>摘要：低温环境下,锂离子电池的性能明显下降,严重限制了其在寒冷地区的应用推广.尤其是,商业化的石墨负极材料锂离子扩散较慢且嵌锂电位低,易出现析锂风险而使锂离子电池的低温充电能力差.相比之下,Sn基负极材料具有较高的储锂容量和适中的嵌锂电位,具有良好的低温应用前景.本文通过球磨方法,将SnSb与Li4Ti5O12(LTO)进行复合,制备出了系列SnSb-Li4Ti5O12复合负极材料.实验结果表明,当LTO含量为30%时,复合负极材料能兼顾高容量,同时具备良好的常、低温循环稳定性和高倍率储锂能力.在30℃下,以0.2 A/g循环300次后比容量为536 mAh/g,容量保持率接近90%;即使在20 A/g(34C)的高倍率下比容量仍有280 mAh/g.并且在-30℃下,以0.2 A/g循环100次后稳定容量为413 mAh/g,1.0 A/g倍率下能保持适中嵌锂电位,嵌锂容量也可达其常温容量的61%.研究结果表明,LTO复合后SnSb的物相结构能够在循环过程中保持完整,保证了其低温条件下高倍率脱锂过程的循环稳定性.这项工作展现了SnSb-Li4Ti5O12复合负极材料的低温应用潜力,为构建具有低温快速充电能力的锂离子电池提供材料基础.

    锂离子电池低温充电合金负极倍率性能

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    多元包覆石墨复合负极材料的低温电化学储锂性能研究

    肖鹏飞梅琳陈立宝
    2116-2123页
    查看更多>>摘要：新能源技术的快速发展对锂离子电池在极端环境的使用提出了更高的要求.目前锂离子电池的低温性能主要受限于石墨负极界面阻抗,导致锂离子的嵌入和脱嵌过程受阻.本文通过液相法将沥青衍生碳和氧化铌颗粒协同包覆在石墨颗粒表面,制备了无定形碳/氧化铌多元包覆石墨复合负极材料(C/Nb-Gr).调控复合材料制备方法和包覆比例,测试复合负极材料的常温和低温循环性能,对比不同实验方法对复合负极材料电化学储锂性能的影响.结果表明,无定形碳/氧化铌包覆石墨复合负极材料的倍率性能和低温储锂性能有所提升.在室温5C电流密度充放电时,C/Nb-Gr-10材料具有156.18 mAh/g的比容量;在-20℃条件下,C/Nb-Gr-10材料放电比容量为204.60 mAh/g,达到室温放电比容量55.7%的保持率.

    石墨负极表面改性低温储能锂离子电池

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    间二氟苯稀释剂稳定电极界面助力低温锂金属电池

    廖世接魏颖黄云辉胡仁宗...
    2124-2130页
    查看更多>>摘要：锂离子电池凭借其能量密度高、输出电压高、循环寿命长等优点而广泛应用于各大领域,然而其在低温应用场景下电化学性能较差,严重限制了其应用.本文采用不同氟取代位置的氟取代苯作为稀释剂,制备了在室温和低温均具有优异循环性能的低温电解液.结果表明,间二氟苯作为低温电解液的稀释剂制备的低温电解液(13DFB)在-20℃的电导率为1.252 mS/cm,同时具有5.2 V的宽电化学窗口.间二氟苯稀释剂有效抑制SEI中的Li2CO3的形成,且对LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2(NCM 622)正极颗粒有显著的保护作用.在-20℃和4.4 V截止电压下,采用改性低温电解液组装的Li/NCM622的软包电池可稳定循环200圈,容量保持率为92.8%.本工作提出的方法简单有效,可提升电解液的低温性能,并展示了其在实际中应用的潜力.

    锂离子电池低温电解液间二氟苯稀释剂

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    低温磷酸铁锂电池用全醚高熵电解液的设计研究

    王美龙薛煜瑞胡文茜杜可遇...
    2131-2140页
    查看更多>>摘要：磷酸铁锂材料在常温下展现出优异的循环稳定性和能量密度,但低温性能受到了其低离子电导率和缓慢动力学的严重限制.本文利用具有不同溶剂化能力的醚类溶剂设计了一种新型的全醚高熵电解液,以提高磷酸铁锂电池在低温条件下的电化学性能.实验结果表明,该策略可有效提高电解液在低温环境下的离子导电率和改善动力学稳定性,从而提高磷酸铁锂电池的低温放电容量和循环寿命.在低温(-20℃)环境下,本工作所设计的电解液展现出了出色的充放电稳定性.经过150次循环测试后,其容量保持率高达99.7%,且在低温下仍可保持室温容量的81.1%,并具有效性和普适性.这一新的策略提升了磷酸铁锂电池的低温性能和应用范围.

    锂离子电池磷酸铁锂正极低温性能醚类溶剂高熵电解液

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    硬碳动力学特性对钠离子电池低温性能的影响及机制

    徐雄文莫英周望姚环东...
    2141-2150页
    查看更多>>摘要：以磷酸焦磷酸铁钠(NFPP)为正极,硬碳(HC)为负极,制作了软包钠离子电池,研究了不同动力学性能的硬碳对钠离子电池循环性能和低温性能的影响.借助电化学交流阻抗谱(EIS)、弛豫时间分析技术(DRT)以及恒电流间歇滴定技术(GITT)等分析手段对比研究了不同硬碳的电荷转移阻抗、SEI阻抗以及扩散系数大小,得到了动力学性能趋势:HC-A＞HC-C＞HC-B.结果表明,硬碳的动力学性能直接影响到钠离子电池的循环性能和低温放电性能.动力学性能最优的生物质硬碳HC-A不仅可以支持室温下5C快速充电并且循环容量几乎无衰减,还表现出良好的低温性能,可以在0℃下0.5C充电和-10℃下0.2C充电并稳定循环,在-30℃下0.5C放电容量百分比达87.5%.动力学性能最差的树脂基硬碳HC-B无法支持15℃下0.5 C循环,且-30℃下0.5C放电容量百分比仅有83.7%.针对HC-B低温性能差的问题,提高电池设计的N/P比可以显著改善钠离子电池的低温性能,使得电池在-10℃下可以支持0.1C充电并稳定循环100圈,容量保持率几乎无变化.本工作对钠离子电池的设计优化和低温性能改进具有重要的参考价值.

    钠离子电池硬碳低温性能动力学N/P比

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    重新审视低温钠金属半电池

    黄嘉琦熊杰明谭恩忠孙心语...
    2151-2160页
    查看更多>>摘要：以钠金属为对电极的纽扣半电池通常被用来评价钠离子电池电极材料的电化学性能.本工作揭示了在低温环境下,钠金属半电池在商业化酯类电解液中用于评价电极材料电化学性能存在局限性,这是因为钠金属电极在低温下具有高界面和电荷转移电阻导致了大的Na+的沉积/剥离过电势,干扰了半电池对电极材料低温电化学性能的评价.Na||硬碳(HC)半电池在-20℃以0.2C(1C=300 mA/g)的倍率充放电时,钠金属电极的电位变化高达0.94 V,HC电极材料仅表现出21.1 mAh/g比容量,存在对HC低温电化学性能不准确评价的可能性.针对此,本文提出了一种可以取代钠金属的Na15Sn4@Na复合电极用于钠离子电池电极材料的低温电化学性能评价.研究表明,Na15Sn4@Na电极有着与钠金属相同的电极电位.在-20℃的低温工况下,Na15Sn4@Na||Na15Sn4@Na对电池在0.1 mA/cm2电流密度下的沉积/剥离过电势仅为0.09 V,远远小于钠金属电极0.96 V的沉积/剥离过电势.使用HC作为研究对象,所制备的Na15Sn4@Na||HC半电池在-20℃下,在HC析钠前,展现出高达100.8 mAh/g的比容量,远高于以钠金属为对电极的半电池所展示的比容量(21.1 mAh/g),说明基于Na15Sn4@Na对电极的半电池更能准确地表征材料本征的低温电化学性能.该工作为钠离子电池电极材料低温电化学性能的准确评价提供了实验依据.

    钠金属钠电池低温电化学半电池

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    乙基膦酸二乙酯基阻燃宽温域电解液在锂离子电池中的应用

    汪书苹杨献坤李昌豪曾子琪...
    2161-2170页
    查看更多>>摘要：锂离子电池(lithium-ion batteries,LIBs)在电动汽车和电化学储能等领域有着广泛的应用.然而,商用碳酸酯电解液的低闪点和易燃烧给LIBs的应用拓展带来了安全隐患.通过引入低成本、不可燃的乙基膦酸二乙酯(diethyl ethylphosphonate,DEEP)阻燃剂,可以有效降低电解液燃烧的风险.然而,DEEP与Li+之间的相互作用强,容易导致DEEP进入Li+的第一溶剂化壳层,参与形成负极表面固态电解质界面(solid electrolyte interphase,SEI).但是,DEEP还原分解形成的SEI电子屏蔽能力差,难以阻止溶剂分子在界面持续分解,导致石墨负极失效.本研究通过强配位溶剂碳酸乙烯酯和弱配位溶剂线性碳酸酯协同调节DEEP与Li+的作用强度,降低了DEEP在Li+的第一溶剂化壳层中的占比,抑制了DEEP在负极上的分解.在构筑的常规浓度(约1.15 mol/L)DEEP改性的碳酸酯电解液中,石墨负极稳定循环150圈后的容量保持率高达95.6%.此外,该电解液在-60℃下仍能保持良好的流动性,并且石墨/磷酸铁锂电池在-20℃下循环50圈后仍有49.3%的容量保持率.

    锂离子电池磷酸酯石墨电极不可燃电解液低温性能

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    调控电解液溶剂组分实现LCO/C低温18650电池循环寿命显著提升

    程广玉刘新伟刘硕顾海涛...
    2171-2180页
    查看更多>>摘要：低温18650电池的循环寿命一直是限制其发展的关键因素,为了实现长循环寿命与低温性能的兼顾,通过调控电解液溶剂组分,对比分析了不同电解液对电池倍率性能、高低温放电、荷电保持率、循环寿命、EIS阻抗变化等的影响.结果表明,电解液组分设计对电池性能有显著影响,通过低熔点的长链线性羧酸酯部分取代碳酸酯及短链羧酸酯,既可以实现较好的低温性能,同时又提升了高温稳定性.EP、PP的比例对于LCO/C电极体系循环稳定性有重要作用.其中溶剂组分EC+EP+PP(质量比2∶5∶3)具备最佳的综合性能,研制的LTB电池5C放电容量保持率达99.86%,-40℃/1C放电容量保持率达92.84%,循环1000次后低温-40℃/1C放电仍然达到初始低温放电容量的90%,常温循环1500次容量保持率达85%,低温-10℃循环500次容量保持率82.4%.

    低温18650电池电解液循环寿命锂离子电池

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    兼顾高/低温环境性能的动力电池热管理系统设计

    刘松燕王卫良彭世亮吕俊复...
    2181-2191页
    查看更多>>摘要：热特性对电动汽车的性能有着重要的影响.低温环境严重影响锂电池的容量和寿命,而高温环境则可能导致热失控.为了保证锂电池在高低温环境下的安全高效运行,本研究提出一种兼顾高低温的热管理系统,通过保温材料和相变材料组合成的蓄热模块的灵活拆卸,实现对高低温天气下电池的散热和保温.使用Star CCM+软件进行建模和仿真.研究结果表明:动力电池在不同倍率放电后静置维持在0℃以上的时间最高达17 h,低温下静置与无热管理的情况下相比保温时长增加了约8倍,比单纯使用相变材料保温时长增加了近3倍,且验证了添加隔热层的必要性.在实际应用中表明停车后可直接启动,避免电动汽车频繁的预加热.在高温条件下拆掉蓄热模块使用风冷散热既节省了能源又进一步加强了该系统散热能力.以1C～3C倍率放电后,与未添加散热措施的电池组对比,添加热管理散热系统后电池组最高温度分别降低了34%、42%和48%,添加翅片后对电池的降温效果有明显作用,1C～3C放电倍率下最高温度比未添加翅片的电池组最高温度分别降低4.8%、5.4%、6.7%,放电倍率越高添加翅片的散热效果越明显.

    电动汽车电池热管理相变材料热管保温

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    电解液改善锂离子电池低温析锂研究进展

    李泽珩徐磊姚雨星闫崇...
    2192-2205页
    查看更多>>摘要：锂离子电池作为便携式电子产品和电动汽车的"心脏",在推动人类社会的无化石燃料化中发挥着至关重要的作用.然而,在低温条件下(0℃及以下)充电时,锂离子电池电极极化急剧增大,导致了严重的析锂问题.通过合理设计低温电解液,降低低温充电时电极极化,并构建稳定的电解液-电极界面,可以有效遏制析锂及其对锂离子电池带来的不利影响.本文首先阐释了低温下锂离子电池析锂的形成机制,并指出低温电解液的设计是改善锂离子电池低温析锂行为的有效途径.接着,本文进一步介绍了缓解低温析锂问题的几种电解液设计策略,包括降低去溶剂化能垒的弱溶剂化电解液和共嵌入电解液、衍生低阻抗固态电解质界面膜(SEI)的局部高盐电解液以及钝化析锂的羧酸酯基高盐电解液,同时比较了这些策略的优劣势.最后,结合现有研究成果,展望了电解液调控低温析锂行为的未来研究方向,提出了发展实时析锂预警方法、采用实用化条件评估电解液抑制低温析锂能力以及设计兼顾电化学动力学和界面稳定性的高比能硅碳负极用低温电解液,以望实现低温锂离子电池的高容量发挥和长循环寿命.

    析锂低温电解液锂离子电池电极极化

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