锂金属负极具有超高的的理论比容量(3860 mAh/g),极低的氧化还原电位(-3.04 V)和较低的质量密度,因而被视作下一代高能量密度可充电电池(>500 Wh/Kg)的终极负极材料。
随着动力电池能量密度的不断提升,传统的三元材料NCM622逐渐无法满足高能量密度动力电池的设计需求。
目前锂离子电池的主要发展方向为高能量和高功率,同时这也是电子产品终端不断升级换代以及新能源电动汽车行业发展壮大的必然要求。
近些年,随着电动汽车和便携式电子产品的普及,锂离子市场迅速膨胀。然而,锂的供给非常有限,如杯水车薪,无法满足日益膨胀的市场需求。
通常,碳酸盐电解液常用于高压电池体系中,其具有比醚类电解液更宽的电化学窗口以及更好的高温性能。
富锂材料的比容量可达250mAh/g以上,远高于目前的三元材料,然而富锂材料在循环过程中面临着持续的电压平台衰降,这不仅仅会造成电池比能量的降低,还会影响电池管理系统BMS的正常运行。
目前,对于减少Si负极的体积膨胀对电极材料的影响,提高Si负极复合材料中的空隙体积,缓解容量急剧降低,提高Si负极电池的循环寿命等问题,是该领域亟待解决的重大问题。
自1991年索尼首次商业化以来,锂离子电池(LIBs)由于其能量转换效率高,循环寿命长,能量密度高等特点成为了能量存储领域的支柱,近年来对于锂离子电池的研究方兴未艾。
可充电的二次电池能够多次可逆地转化和储存电能,是目前应用于电动汽车和便携式电子设备中的主要供电装置。对于该类储能装置而言,提升其能量密度、功率密度、循环寿命和安全性是研究者们的终极目标。
金属锌(Zn)因其理论容量高(820 mAh g-1),电位低(相对于标准氢电极为-0.762 V),资源丰富,低毒性被认为是水系电池的理想负极材料。
目前,传统的钠离子电池的电化学储能机制,主要分为三种:嵌入机制(碳材料、TiO2,V2O5);转换机制(CoS,NiS,FeSe2);合金机制(Sb,Sn)。