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锂离子电池电极材料表界面结构的原子尺度表征

发布时间:2018-08-13 19:59
【摘要】:锂离子电池充放电过程中,锂离子的传输要穿过多种表面和界面,表界面的性质对电池的功率密度、能量密度、充放电效率、使用寿命、循环稳定性等具有重要的影响。表界面一般具有与体相不同的结构,在原子尺度上直接观察不同电化学状态下电极表界面的结构,有助于从更深层次认识电化学反应机理和性能演化规律,对于改善锂离子电池性能具有重要的指导意义。阐述了球差校正透射电子显微成像技术在研究电极材料表界面结构原子尺度研究中的应用,介绍了特殊的相界面、SEI、表面相变、表面掺杂等,探讨了表界面原子尺度结构与性能的内在关联,提出了改善电池性能的针对性建议,并对锂离子电池未来的发展从提高能量密度、避免固液界面副反应和改善电池性能三个方面进行了展望。
[Abstract]:During charging and discharging of Li-ion batteries, lithium ions transport through various surfaces and interfaces. The properties of the interface have an important impact on the battery power density, energy density, charge and discharge efficiency, service life, cycle stability and so on. The structure of the surface interface is generally different from that of the body. Direct observation of the structure of the electrode surface in different electrochemical states on the atomic scale is helpful for a deeper understanding of the mechanism of electrochemical reaction and the law of performance evolution. It has important guiding significance for improving the performance of lithium ion battery. The application of spherical aberration correction transmission electron microscopy (TEM) technique in the study of the atomic scale of the surface structure of electrode materials is described. The special phase interfaces such as SEI, surface phase transition, surface doping and so on are introduced. The relationship between the atomic scale structure and the performance of the surface interface is discussed. Suggestions for improving the performance of the battery are put forward, and the future development of the lithium-ion battery can be improved by increasing the energy density. The prospects of avoiding the side effects of solid-liquid interface and improving the battery performance are presented.
【作者单位】: 中国科学院物理研究所;
【基金】:国家自然科学基金资助项目(51522212,51421002,51672307) 科技部973计划项目(2014 CB921002)
【分类号】:TM912

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本文编号:2182024

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