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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(xué)，德國亞琛工業(yè)大學(xué)使用設(shè)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(xué)儲能的廣泛應(yīng)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(guān)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(yīng)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(shè)備中占據(jù)著主導(dǎo)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(yán)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(shù)對于促進(jìn)鋰電池的大面積應(yīng)用至關(guān)重要

?目前液體鋰離子電池發(fā)展已經(jīng)達(dá)到天花板，固態(tài)電池技術(shù)研發(fā)則是剛剛進(jìn)入大力開發(fā)階段。固態(tài)電池作為新能源領(lǐng)域的最新且最重要的研究方向之一，近年來受到了廣泛關(guān)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(xué)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(yīng)用較廣的新能源體系，它在手機(jī)、電腦、汽車、儲能等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用前景。近年來，由于各領(lǐng)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(fù)極、隔膜、電解液等組成，當(dāng)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(fù)極

?1.前言鋰離子電池正負(fù)極材料是典型的粉體物質(zhì)，其特性直接關(guān)聯(lián)電池性能。電極粉體的形狀、粒度、比表面積、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、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(shè)計和加工成為一個重要的課題。總之電極材料決定電池性能所能達(dá)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(fù)極材料、集流體、電解液和隔膜。正負(fù)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(jié)構(gòu)磷酸鐵鋰、尖晶石結(jié)構(gòu)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(jī)、通信和消費(fèi))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(guān)注。其中，鋰離子電池中最常用的石墨負(fù)極，用在鈉離子電池中時，由于熱力學(xué)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(fù)極的結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定和應(yīng)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(shí)際應(yīng)用。近日南京工業(yè)大學(xué)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(jié)劑(記為TA-c-PAA)，開發(fā)了一種交聯(lián)聚合物作為硅負(fù)極的自愈粘結(jié)劑。支鏈TA作為物理交聯(lián)

?鋰離子電池產(chǎn)業(yè)是當(dāng)前影響國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要方向之一，在鋰離子電池的設(shè)計研究過程中，壓實(shí)密度是影響電池性能的關(guān)鍵指標(biāo)之一，壓實(shí)密度的高低與關(guān)鍵主材正負(fù)極粉體的顆粒大小及分布等參數(shù)緊密相關(guān)，且與容量、電池內(nèi)阻、電池壽命等密切關(guān)聯(lián)。研究壓實(shí)密度包含電極密度和粉體密度兩個方向。對于壓實(shí)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(fù)極材料、集流體、電解液和隔膜。正負(fù)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(jié)構(gòu)磷酸鐵鋰、尖晶石結(jié)構(gòu)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(jī)、通信和消費(fèi))電

?鋰電正負(fù)極漿料是由活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑、粘結(jié)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(yīng)該滿足以下要求：（1）活性物質(zhì)和導(dǎo)電劑顆粒團(tuán)聚體盡可能分散；（2）打開導(dǎo)電劑長鏈，進(jìn)一步分散鏈狀導(dǎo)電劑；（3）形成最合適的活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑彼此之間的排布方式；（4）維持漿料最優(yōu)懸浮結(jié)構(gòu)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(fù)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(fù)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(fù)極電池?fù)碛斜仁?fù)極電池更多的容量。然而，在循環(huán)過程中，鋰離子嵌入會導(dǎo)致硅負(fù)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(rèn)為是未來最具應(yīng)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(biāo)為離子電導(dǎo)率、電子電導(dǎo)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(guān)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(shí)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(fù)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(jìn)行監(jiān)控，電池會存在較多安全性隱患。當(dāng)前電芯開發(fā)過程中，粉體材料

? 隨著鋰電池逐步應(yīng)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(jìn)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(fù)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(fù)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(diǎn)，逐漸成為可替代石墨的下一代鋰電池負(fù)極材料。然而在實(shí)際應(yīng)用過程

?正負(fù)極粉體材料、隔膜、電解液、導(dǎo)電劑、粘結(jié)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(jìn)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(fù)極極片參數(shù)設(shè)計是鋰電工藝開發(fā)的關(guān)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(jié)構(gòu)磷酸鐵鋰、尖晶石結(jié)構(gòu)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?、錳酸鋰和鎳酸鋰三種材料的特點(diǎn)，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(fù)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(fù)極因其理論克容量高，含量豐富，嵌鋰電位合適等優(yōu)點(diǎn)，逐漸成為可替代石墨的下一代鋰電池負(fù)極材料。但是硅基負(fù)極也具有限制其大規(guī)模商業(yè)化的痛

?前 言電化學(xué)測量法在測量電化學(xué)系統(tǒng)電位、電導(dǎo)和電流等電學(xué)量的基礎(chǔ)上，通過探究被測量與被測系統(tǒng)間的相關(guān)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)組份的定性和定量分析。常用 的電化學(xué)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(xué)測量方法相比，電化學(xué)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(shù)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(shí)現(xiàn)高效、安全、持久的電池運(yùn)行至關(guān)重要。電池的溫度特性是電池內(nèi)部材料多組分（如正極、負(fù)極、隔膜和電解質(zhì)等）共同作用的結(jié)果。然而，將鋰離子電池作為整體進(jìn)行系統(tǒng)的溫度特性評估測

?1.背景2024年1月4日，遠(yuǎn)在大洋彼岸的大眾集團(tuán)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(jié)果：充放電次數(shù)達(dá)1000次后，電池容量保持率高達(dá)95%[1]。大洋彼岸的QS再次喊出“狼來了”，我們也拿出來對應(yīng)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(lǐng)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(yīng)等優(yōu)點(diǎn)，逐步成為動力電源(醫(yī)療設(shè)備、娛樂設(shè)備、計算機(jī)、通訊設(shè)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(fù)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(dāng)活性材料粉末與導(dǎo)電劑、粘結(jié)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(shí)密度時，由于受到較大的機(jī)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(dǎo)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(yīng)用領(lǐng)域已涵蓋消費(fèi)類電池，動力電池，儲能電池等多個領(lǐng)域。當(dāng)負(fù)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(fù)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(jìn)而誘發(fā)內(nèi)部短路帶來安全風(fēng)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(guān)注也在逐步提高，除了電池設(shè)計技術(shù)的改善（如比亞迪的刀片電池，寧德時代的CTP技術(shù)等）外，對新材料的研發(fā)也尤為關(guān)鍵。LFP因其較高

?或許您并非電化學(xué)領(lǐng)域的專業(yè)人士，但在瀏覽相關(guān)期刊、參加學(xué)術(shù)會議，或訪問電化學(xué)設(shè)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(xué)研究中，我們通常通過觀察電子的流動來洞察化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)。在無機(jī)化學(xué)領(lǐng)域，電化學(xué)過

?1.文章摘要鋰金屬陽極的體積膨脹所帶來的應(yīng)力變化阻礙了其在實(shí)際應(yīng)用中的潛力釋放，從而導(dǎo)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(hù)策略來“對抗”鋰金屬陽極的應(yīng)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(dú)特的策略，通過自適應(yīng)壓電效應(yīng)，利用電池循環(huán)過程中產(chǎn)生的應(yīng)力，轉(zhuǎn)化為