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锂金属电池因其在改善能量密度方面的巨大潜力被认为是最有望取代传统锂离子电池而实现实际应用的新型储能装置。然而，由于不均匀的锂形核和沉积以及脆弱的原生固态电解质界面（SEI）层的形成，锂金属负极（LMA）在实际工作过程中会不可避免地产生锂枝晶，这严重恶化了电池的电化学性能，甚至加剧了电池的安全风险。在众多稳定锂金属负极的策略中，通过引入多功能添加剂来优化电解质被认为是提高电解质与LMA相容性的一种很...
中国科学院物理研究所专利：一种锂枝晶自抑制的金属锂二次电池电解液及其应用
可充电锂电池枝晶难题破解 为新型固态电池设计开启大门
可充电锂电池 枝晶难题 新型固态电池
2023/1/3
据最新一期《焦耳》杂志报道，美国麻省理工学院研究人员解释了可充电锂电池枝晶的形成原因以及如何防止其穿过电解液的方法。这一发现最终可能开启一种新型可充电锂电池的设计之门，这种电池比目前的版本更轻、更紧凑、更安全。
中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所蔺洪振团队合作Nano Lett.：金属单原子催化剂调控锂原子表面扩散动力学实现超高容量无枝晶锂负极（图）
金属单原子催化剂 锂原子表面 扩散动力学 超高容量 无枝晶锂负极
2023/3/22
电动汽车、便携智能电子设备和清洁能源的巨大需求推动了高能量密度电池系统的快速发展。作为众多负极材料之一，锂金属负极具有较高的理论容量和较低的电位(-3.04 V vs. SHE)，可满足高能量密度消费的场景需求。然而，锂沉积过程中随机生长、表面原子扩散缓慢以及不均匀的固体电解质界面相(SEI)导致枝晶的形成和电极粉化，这些问题往往导致锂金属负极的利用率降低并且寿命显著缩短，从而阻碍了锂金属电池的大...
中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所在无锂枝晶电池研究中获进展（图）
无锂枝晶电池 储能技术 电动汽车
2022/9/13
储能技术能够改善人们的生活方式，促进便携式智能电子产品、新兴的电动汽车等行业的快速发展。金属锂基电池因其高比容量（3860 mA h g-1）和较低的标准电压（-3.04 V vs. SHE）而备受关注。然而，锂金属电池的实际应用仍然面临严峻挑战，如锂离子溶剂化后的不可控沉积导致锂枝晶生长，体积膨胀致使SEI的反复破裂和修复会不断消耗电解液，使电池的循环寿命缩短甚至出现严重的安全问题。中国科学院苏...
储能技术能够改善人们的生活方式，促进便携式智能电子产品到新兴的电动汽车行业的快速发展。金属锂基电池因其高比容量（3860 mA h g-1）和较低的标准电压（-3.04 V vs. SHE）而备受关注。然而，锂金属电池的实际应用仍然面临严峻的挑战，如锂离子溶剂化后的不可控沉积导致锂枝晶生长，体积膨胀致使SEI的反复破裂和修复会不断消耗电解液，使电池的循环寿命缩短甚至出现严重的安全问题。中科院苏州纳...
2022年1月27日，中科院合肥研究院固体所能源材料与器件研究部胡林华研究员团队和石家庄学院季登辉教授合作，开发出一种机械性能优异、离子电导率高和具有宽操作温区（-20~60℃）的功能性水凝胶电解质，并研究了其在水系锌离子电池中的应用性能，相关研究成果以“-20-60℃下无枝晶水系锌离子电池用键调节水凝胶电解质”为题，发表在国际知名期刊Chemical Engineering Journal 上。
随着现代工业的高速发展，发展高能效的精准分离材料和技术，实现离子的精准和快速分离，对能源、水、化工、制药、传感等领域将产生变革性的影响。在规模化应用的分离膜材料中，纳滤膜的分离过程受孔径筛分和电荷排斥协同相互作用控制，能够实现高选择性离子/分子分离过程，而受到广泛关注。目前，纳滤膜使用最广泛的结构形式是聚酰胺薄膜复合结构，由聚酰胺分离层和聚合物超滤支撑底膜组成。由于分离层的结构和物化性质决定纳滤膜...
近期，中科院合肥研究院固体所内耗与固体缺陷研究室方前锋研究员课题组通过设计非对称结构固态电池，研究了锂离子在固态电池中的沉积及传输规律，为探究全固态锂电池中锂枝晶的生长及抑制机理提供了重要参考。相关研究成果以“Intragranular growth and evenly distribution mechanism of Li metal in Li7La3Zr2O12 electrolyte”...
具有高理论比容量、低氧化还原电位的金属锂负极，有望助力下一代高能量电池的实现。然而，液态电解液体系中金属锂负极的枝晶问题饱受诟病。枝晶生长不但能够导致锂的不可逆容量损失，还可能引发电池短路乃至爆炸。科学家们对枝晶生长机理进行了广泛研究，其中得到广泛认可的Chazalviel模型指出，枝晶成核时间受到电解质离子浓度、阴/阳离子迁移率和有效电流密度的影响。提高电解质的锂离子迁移率，降低阴离子迁移率，将...
金属锂本身由于其极高的比容量和极好导电性，对于未来的高能量密度、高倍率电池来说，是一种极其有潜力的负极材料。但是金属锂电池的发展严重受制于锂枝晶的产生。枝晶不仅会断裂导致电池容量衰减，还可能刺透隔膜使电池短路引发严重安全问题。随着便携式电子设备及电动汽车的快速发展，人们除了追求锂电池的大容量和充放电速度外，更关心的是锂电池的安全性。近日，南开大学梁嘉杰课题组、陈永胜教授课题组与江苏师范大学的赖超课...
近日，南京大学何平教授和周豪慎教授采用GeCl4/THF预处理法在金属锂表面构筑了一层均匀的带有阵列表面结构的密堆积保护层，从而抑制H2O的侵蚀和锂枝晶生长。使用该电极后，即使是在潮湿的环境中，锂对称电池和Li-O2电池均表现出超稳定的循环性能。该工作以“Developing a “Water-Defendable” and “Dendrite‐Free” Lithium‐Metal Anode ...
中国科学院宁波工业技术研究院在锂枝晶机理研究方面取得进展（图）
锂枝晶 锂离子电池 电解液 固体电解质
2017/12/14
锂枝晶生长是影响锂离子电池安全性和稳定性的根本问题之一。锂枝晶的生长会导致锂离子电池在循环过程中电极和电解液界面的不稳定，破坏生成的固体电解质界面（SEI）膜，锂枝晶在生长过程中会不断消耗电解液并导致金属锂的不可逆沉积，形成死理造成低库伦效率；锂枝晶的形成甚至还会刺穿隔膜导致锂离子电池内部短接，造成电池的热失控引发燃烧爆炸。关于锂枝晶的生长机理目前在学术界还存在争论。由于锂离子电池怕水怕氧，目前，...
随着电动汽车、手机、笔记本电脑等行业的高速发展，人们对高能量密度、高安全性的储能电池的需求日益增长。在各类电池体系中，金属锂由于其最高的理论比能量（3860 mAh g-1）及最低的氧化还原电极电势（-3.040 V vs. 标准氢电极）而成为下一代电池负极材料的研究热点。然而，金属锂负极在充放电过程中，易形成针状或树枝状的锂枝晶。锂枝晶的形成和生长会给电池体系带来不可逆的容量损失，甚至可能会穿过...
用动电位扫描结合EDAX、XRD和SEM研究无铅焊料Sn-0.7Cu在覆Cu FR-4基板上于3.5 mass%NaCl溶液中电化学腐蚀行为及枝晶生长过程。结果显示，Sn-0.7Cu钎料腐蚀主要以共晶组织中Sn腐蚀为主；且随着电场强度增大，腐蚀电流密度增大，低电场为均匀腐蚀，高电场时有不均匀腐蚀发生。钎料枝晶生长引起“桥连”短路问题严重影响电子产品可靠性，EDAX分析表明，枝晶上Cu离子含量大于S...