钠离子电池用有机电解液研究进展

钠离子电池具有资源丰富、成本低廉、与锂离子电池性质相近等优势,近年来受到了研究人员的广泛关注。其中电解液作为钠离子电池中的关键材料,可显著影响电池的电化学性能。当前有机电解液因其低黏度、高介电常数以及与常用正负极材料良好的兼容性而被广泛使用,但其仍然存在抗氧化电位低、电池循环性能有待提高、易燃性高等问题。因此,合理设计开发高性能、低成本的有机电解液,对钠离子电池的商业化应用至关重要。从溶剂、钠盐、添加剂三个方面对钠离子电池有机电解液发展现状进行分类总结,讨论了有机电解液成分对电池性能及界面膜性质的影响,并对未来钠离子电池电解液的研究工作进行了展望。

锂金属电池发展及材料分析

随着人们对锂电池续航要求不断提高,开发新体系的锂电池成为研究的热点。锂金属电池凭借着较高的比能量,吸引着众多的关注。但是由于存在正极材料克容量和稳定性不足、固态电解质材料界面阻抗大以及锂金属负极膨胀等各方面的限制,导致目前锂金属电池距离大规模应用仍有一段距离。本文从常用的正极材料、锂金属负极材料以及固态电解质材料出发,论证分析了各个材料目前的技术进展,并评估了各个材料的发展前景。

TPPi对电解液存储及电池性能影响分析

为了满足用户对锂离子电池综合电性能的要求,电解液中使用各种添加剂成为目前研究的重点方向,但是由于六氟磷酸锂在高温下易分解,产生PF 5,这种路易斯酸能够诱导酯类溶剂分解,导致电池性能衰减较快。同时,一些酯类添加剂自身结构不稳定,在高温下易发生开环,同时由于六氟磷酸锂分解产物的存在,进一步加速了电解液的劣化,最终导致电解液变色变质及电池性能衰降。本研究采用具有还原性质的亚磷酸三苯酯(TPPi)作为电解液的添加剂,通过抑制六氟磷酸锂的分解,延长电解液的存储时间。通过对比添加TPPi的电解液与未添加该物质电池的电性能,发现TPPi还能够改善电池的循环性能、高低温和倍率性能。

锂金属电池固态电解质材料研究进展

固态锂金属电池具有高的比能量和安全性能,但是其核心材料,固态电解质存在界面阻抗较大,离子电导率较低等问题,成为束缚固态锂金属电池应用的瓶颈所在,也是目前众多研究人员持续攻关的重要方向。固态电解质材料虽然在室温下离子电导率已经突破10^(-3) S/cm,但是长循环过程中产生的内部微裂纹导致界面阻抗变大和机械性能变差,这些缺点仍然束缚着固态电池的大规模应用。目前固态电解质材料发展方向较多,各种材料的应用前景不同,系统的归纳梳理了不同固态电解质材料的研究进展,并对不同的固态电解质材料的应用前景进行了分析展望,并着重的对能够结合无机固态电解质的高电导率和有机电解质材料低界面阻抗的机无机复合电解质材料进行介绍,该种材料在高温60℃下已经实现10^(-3) S/cm的高离子电导率。复合聚合物电解质材料的应用主要受限于常温较低的锂离子电导率,一旦复合聚合物电解质材料突破常温下低的离子电导率难题,该种材料一定能够快速的应用,并最终解决人们对电池续航和安全的焦虑。

临近空间探空飞艇能源系统仿真技术研究

极地区域凭借长时间光照的极昼现象,成为目前临近空间飞艇试验的理想场所。但是临近空间飞行环境复杂,真实环境试验难以模拟,试验样本少,实物试验成本昂贵。开展临近空间能源系统建模与仿真技术,能够快速模拟验证能源系统的整体性能,为构建临近空间预警探测平台一体化综合试验验证平台提供可靠能源保障。通过对临近空间用能源系统建模、仿真及分析,完成了能源系统的仿真框架,设计完成系统的仿真结构与逻辑关系,完成了仿真关键技术的研究,实现了仿真数据的可视化,直观显示了飞艇能源系统运行过程中的状态,实现了实时预测临近空间飞艇太阳能发电与储能耗电状态,为临近空间飞艇的整体应用发展奠定了基础。