近期(qi),國聯研究(jiu)(jiu)院創(chuang)新(xin)團(tuan)隊在動力電池領域研究(jiu)(jiu)取(qu)得系(xi)列(lie)新(xin)進展(zhan),涉及高比(bi)能動力電池安全(quan)技術研究(jiu)(jiu)、高比(bi)容量(liang)富鋰材料本征(zheng)機(ji)理研究(jiu)(jiu)以(yi)及固態電解質和全(quan)固態電池技術發展(zhan)趨勢等方面。

在高(gao)比(bi)能動力電(dian)池(chi)安(an)全技(ji)術(shu)方面取(qu)得新(xin)進展(zhan)。國聯研究(jiu)院創新(xin)團隊圍繞電(dian)動汽(qi)車(che)核(he)心部(bu)(bu)件(jian)——高(gao)比(bi)能動力電(dian)池(chi),就行業亟待解決的(de)安(an)全性(xing)問題開展(zhan)了深入研究(jiu),探(tan)明了電(dian)池(chi)正負(fu)極、集流體、隔膜(mo)等內(nei)部(bu)(bu)組(zu)件(jian)在微(wei)短路演變時(shi)的(de)失效過程,揭(jie)示了微(wei)短路不同階(jie)段(duan)時(shi)外部(bu)(bu)電(dian)池(chi)電(dian)壓(ya)和溫(wen)度(du)等易監測信號與內(nei)部(bu)(bu)過程的(de)構效關(guan)系。相關(guan)研究(jiu)成果(guo)對電(dian)池(chi)制造端提升(sheng)高(gao)比(bi)能鋰離子電(dian)池(chi)的(de)安(an)全性(xing)有重(zhong)要指導(dao)意義,為(wei)電(dian)池(chi)使用端優化(hua)電(dian)池(chi)管(guan)理系統,實現微(wei)短路的(de)早(zao)期識(shi)別、準確評估、及時(shi)預警等關(guan)鍵技(ji)術(shu)提供(gong)了重(zhong)要參考依據,部(bu)(bu)分研究(jiu)成果(guo)發表于能源領域(yu)國際頂(ding)級學術(shu)期刊(kan)Nano Energy(IF=16.602),題目為(wei)“Unveiling Micro Internal Short Circuit Mechanism in a 60 Ah High-Energy-Density Li-ion Pouch Cell”。(文(wen)章鏈接:http://doi.org/10.1016/j.nanoen.2021.105908 )

在(zai)高比容量(liang)富(fu)鋰(li)(li)(li)材(cai)料本(ben)征(zheng)機(ji)理研(yan)究方面取得(de)新突破。富(fu)鋰(li)(li)(li)錳基(ji)材(cai)料作為(wei)(wei)下(xia)一代鋰(li)(li)(li)離(li)子(zi)電池正極材(cai)料,尚存在(zai)循環過(guo)程(cheng)中結(jie)構相變(bian)帶來的容量(liang)衰減和中壓(ya)降(jiang)低等(deng)(deng)問題(ti)。近期,國聯研(yan)究院研(yan)發(fa)團隊(dui)圍繞上述問題(ti),結(jie)合第一性(xing)原理計算(suan)與電化(hua)(hua)學分(fen)析(xi),揭(jie)示了(le)富(fu)鋰(li)(li)(li)錳基(ji)材(cai)料內部多種復雜局域(yu)結(jie)構,以及這些復雜結(jie)構對(dui)材(cai)料電化(hua)(hua)學行(xing)為(wei)(wei)特別是陰離(li)子(zi)氧(yang)化(hua)(hua)還原反應行(xing)為(wei)(wei)的影響,如電化(hua)(hua)學活性(xing)、電壓(ya)衰減、陰離(li)子(zi)氧(yang)化(hua)(hua)還原在(zai)多電位分(fen)布(bu)所導致的電壓(ya)滯后(hou)現(xian)象(xiang)等(deng)(deng),完善了(le)富(fu)鋰(li)(li)(li)錳基(ji)材(cai)料的本(ben)征(zheng)理論體系。部分(fen)成(cheng)果發(fa)表于能源(yuan)領域(yu)國際(ji)頂級學術(shu)期刊Nano Energy(IF=16.602),題(ti)目為(wei)(wei)“Insight of reaction mechanism and anionic redox behavior for Li-rich and Mn-based oxide materials from local structure”。(文(wen)章鏈(lian)接(jie):http://doi.org/10.1016/j.nanoen.2021.105812 )

在固(gu)態(tai)(tai)電(dian)解(jie)質和(he)全(quan)(quan)(quan)固(gu)態(tai)(tai)電(dian)池技術(shu)發(fa)展趨(qu)勢方(fang)面(mian)取得重要(yao)分(fen)析成(cheng)(cheng)果(guo)。全(quan)(quan)(quan)固(gu)態(tai)(tai)鋰電(dian)池是受到國際(ji)關(guan)注的(de)(de)具(ju)有(you)(you)未來應用前景的(de)(de)下一代電(dian)池,固(gu)態(tai)(tai)電(dian)解(jie)質作(zuo)為(wei)其(qi)(qi)應用的(de)(de)核心(xin)技術(shu)和(he)難點技術(shu),是目前的(de)(de)研(yan)究熱點。其(qi)(qi)中,硫(liu)銀鍺(zang)礦型(xing)固(gu)態(tai)(tai)電(dian)解(jie)質因其(qi)(qi)較(jiao)高的(de)(de)離子導電(dian)性和(he)力學性能(neng)具(ju)有(you)(you)較(jiao)強的(de)(de)發(fa)展潛力。國聯研(yan)究院創(chuang)新(xin)團隊(dui)通過查閱分(fen)析大量的(de)(de)技術(shu)文獻,結(jie)合(he)自身在固(gu)態(tai)(tai)電(dian)池技術(shu)方(fang)面(mian)的(de)(de)研(yan)究工作(zuo),對(dui)硫(liu)銀鍺(zang)礦型(xing)固(gu)態(tai)(tai)電(dian)解(jie)質的(de)(de)改性合(he)成(cheng)(cheng)及其(qi)(qi)對(dui)離子導電(dian)性、穩定性和(he)界面(mian)性能(neng)的(de)(de)影(ying)響進行了(le)深入的(de)(de)分(fen)析,并對(dui)其(qi)(qi)在全(quan)(quan)(quan)固(gu)態(tai)(tai)電(dian)池中的(de)(de)應用做出(chu)研(yan)判(pan)。相(xiang)關(guan)論文成(cheng)(cheng)果(guo)發(fa)表(biao)于能(neng)源領域國際(ji)頂(ding)級(ji)學術(shu)期刊Journal of Materials Chemistry A(IF=11.301),題目為(wei)“Research progress in Li-argyrodite-based solidstate electrolytes”。(文章鏈接:http://doi.org/10.1039/D0TA08472G )。