多电子反应材料推动高能量密度电池发展:材料与体系创新

作     者：郭瑞琪 吴锋 王欣然 白莹 吴川 Rui-Qi Guo;Feng Wu;Xin-Ran Wang;Ying Bai;Chuan Wu

作者机构：北京理工大学材料学院环境科学工程北京市重点实验室北京100081 北京理工大学长三角研究院(嘉兴)浙江嘉兴314019 

基　　金：the National Natural Science Foundation of China(22075025) the Scienceand Technology Program of Guangdong Province(Grant No.2020B0909030004) the funding from General Research Institute for Nonferrous Metals(C712620213102034) 

出 版 物：《电化学》 (Journal of Electrochemistry)

年 卷 期：2022年第28卷第12期

页      码：38-49页

摘      要：全球能源结构转型推动了电化学储能系统的飞速发展,提高能量密度是发展新型二次电池的重要方向和研究热点。然而,受限于传统的嵌入式反应,锂离子电池在能量密度上已经逐渐达到极限。要发展更高能量密度的新型二次电池,需要在新理论、新材料和新体系上进行突破。基于此,本文总结了20年来多电子反应材料概念的形成、理论的发展、材料创制的历程。在“轻元素多电子反应”和“多离子效应”核心设计准则的指导下,具有上述特征的电极材料与电池结构不断发展迭代,引领了高能量密度电池的发展方向。从阳离子氧化还原到阴阳离子协同氧化还原,从嵌入式反应到合金化反应,从传统有机液态体系到电池固态化,本文梳理了典型的多电子反应正负极材料的结构特性、体系创新和工程化前景,剖析了多电子反应电极材料的瓶颈问题,并分析了电池固态化发展所面临的挑战。最后,对高能量密度电池的未来发展趋势和难点进行了归纳与展望。

主 题 词：多电子反应 高能量密度 锂离子电池 电池固态化 电极材料体系 

学科分类：0808[工学-自动化类] 08[工学] 080501[080501] 0805[工学-能源动力学] 

D　O　I：10.13208/j.electrochem.2219011

馆 藏 号：203118207...