摘要：随着我国“碳达峰”、“碳中和”战略的实施,发展清洁能源、推进新能源产业发展已成为全社会共识。锂电池因高能量密度、高功率密度、长循环寿命和绿色环保等显著优势,已成为新一代储能设备。其发展对缓解能源危机、带动新旧动能转换、实现“双碳”战略目标具有重要意义。为了进一步提高锂电池的能量密度,最有效的策略是采用高电压或高比容量的正极材料。然而,传统碳酸酯基电解液无法在高电压下稳定循环,因此拓宽电解液的电化学窗口尤为重要。本文总结了高电压电解液有机溶剂和添加剂的作用机理并探究了拓宽电解液电化学窗口的有效策略,同时对水系电解液、固态电解质、聚合物凝胶电解质的特性进行了归纳,最后对高电压电解液未来的发展和前景做出总结和展望,为锂电池高电压电解液的设计提供了科学依据。

摘要：锂金属具有极高的理论比容量和最低的氧化还原电势,被誉为最具发展潜力的负极材料,然而锂金属负极中的枝晶生长、固体电解质界面(SEI)层不稳定和锂循环过程中无限体积膨胀等挑战阻碍了锂金属电池的进一步商业应用。针对锂金属负极中出现的问题,研究人员提出了大量的解决方案,其中三维集流体不仅可以降低电流密度,缓解枝晶生长,还可以容纳锂沉积/剥离过程中的体积变化。本综述基于锂负极存在的问题,分别讨论了三维集流体结构设计和亲锂化改性用于稳定锂负极的作用机理,并总结了其最新研究进展。最后,对用于高性能锂金属负极的三维集流体的未来研究方向进行了展望。

摘要：商用锂电池普遍采用六氟磷酸锂(LiPF_(6))电解液,但其热稳定性差、易水解。相比之下,双三氟甲烷磺酰亚胺锂(LiTFSI)热稳定性好、不易水解,有望替代LiPF_(6)。然而,LiTFSI电解液对集流体铝箔腐蚀,阻碍了其大规模实际应用。通过添加适量异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI),有效解决了上述问题。研究表明,IPDI能够在铝集流体表面生成氮化铝(AlN)保护层,有效地抑制LiTFSI电解液对铝箔的腐蚀。同时,IPDI的引入可有效提高电解液的氧化稳定性,拓宽电化学窗口。此外,添加适量IPDI可改善LiTFSI电解液与锂金属的兼容性,抑制锂枝晶生长,提高Li/Cu沉积剥离库伦效率(CE)。更重要的是,IPDI的引入显著提升锂电池的循环性能和倍率性能,Li/LiFePO_(4)电池充放电循环400圈,容量保持率高达98%。本工作为抑制LiTFSI电解液对铝箔的腐蚀提供了新的设计思路和研究方向,能够促进LiTFSI电解液的实际应用。