改性铜集流体应用于锂离子电池研究进展

随着社会发展和科技进步,能源的过度消耗引发资源和环境问题。近年来,电动汽车等新能源领域的蓬勃发展,促进了电化学储能技术的开发应用。锂离子电池(LIBs)被认为是目前最可靠的先进可充电储能器件之一。在LIBs中,集流体发挥着至关重要的作用,它连接着LIBs内外电子通路,是活性电极材料的支撑基底。目前,商业铜箔作为集流体已经无法满足人们对高性能储能器件的性能要求。因此,对LIBs铜集流体进行改性,是一种解决其性能不足和部分电池缺陷问题的可行方法。由于碳基材料具有高导电性和高机械强度等优点,与铜材料能够实现良好结合和性能过渡,被认为是最契合的优秀改性材料。本文介绍了LIBs中存在的常见问题,针对这些问题,系统总结了近年来铜集流体改性方法,主要包括碳基材料改性以及铜集流体表面改性和结构改性。对于铜集流体碳基材料改性,总结了近年来众多突出成果,包括应用于改性过程中的不同碳纳米材料及其制备过程,以及影响碳纳米材料改性铜基集流体性能的诸多因素。最后对铜集流体在LIBs中的应用和发展趋势进行了展望。

Cu掺杂在钠离子电池正极中的研究进展

钠离子电池(SIBs)由于其原料丰富以及成本较低,被认为是最有前途的锂离子电池(LIBs)替代品之一,在过去的几年中吸引了人们的广泛关注。正极作为钠离子电池中不可分割的一部分,其性能对电池的稳定性以及使用寿命起着非常重要的作用。目前,常见的SIBs正极材料主要包括层状过渡金属氧化物、普鲁士蓝类似物、聚阴离子化合物等,这些电极材料容量较高、成本较低、对环境友好,但普遍存在导电性差、循环稳定性差、电池寿命短等缺点。为了改善SIBs性能,人们采用元素掺杂的方法来改变正极材料的晶格结构,增强SIBs的循环稳定性,延长电池寿命。Cu因具有良好的导电性且结构稳定而被人们广泛应用于元素掺杂研究。讨论了Cu掺杂对以上3种SIBs正极材料性能的影响,并总结了近年来Cu掺杂正极材料的设计制备及研究进展。

铜集流体在碱金属电池中的应用及研究进展

碱金属(Li和Na)电池的高比容量、高能量密度和低电位使其成为未来储能设备的重要候选之一,但其本身存在严重的枝晶生长问题,导致库伦效率低、电池寿命短,甚至会造成电池短路发热,引起事故。集流体作为电极材料的支撑基底和连通内外电子通路的部件,占据了电池大部分的体积和质量,影响电池的能量密度。本文介绍了铜集流体在金属电池中存在的问题及其产生原因,并讨论了近年来针对铜集流体的改性方法,目前常见的改性方法是集流体表面改性和结构化改性,两种方法都能很好解决枝晶生长问题。最后对铜集流体改性方法进行了总结,并对其未来研究方向进行了展望。