摘要：为高效发挥阻燃聚合物电解质所具备的轻质、柔性、固-固界面相容性好等优势,推动电化学能源存储体系向安全可靠的全固态转型,基于锂离子(Li^(+))配位团簇结构复杂等特点,分析分子间通过竞争作用调控阻燃聚合物电解质衍生的固体电解质界面膜(SEI)所面临的挑战,综述国内外阻燃聚合物电解质高稳定性界面构筑、锂离子配位结构设计、离子输运机制、界面热稳定性等方面的研究进展,预测聚合物电解质内部分子间作用主导调控的Li^(+)配位结构在提高锂金属-电解质稳定性领域的应用前景,展望未来全固态锂金属电池中阻燃聚合物电解质的研究发展方向。研究结果表明:调控Li^(+)配位团簇结构是提高锂金属负极/阻燃聚合物电解质界面稳定性的关键。研究结果可为全固态锂金属电池实际应用提供界面设计参考。

摘要：固态锂电池是新能源领域最有希望的下一代高能量密度电池体系之一。本文以聚合物固态电解质-锂负极界面的构型特征和形成机理为基础,系统讨论界面接触性、界面化学和电化学反应、锂负极枝晶生长等问题对二者之间的界面稳定性与兼容性的影响。基于此,本文重点阐述了掺杂改性、结构设计等手段在三种聚合物基体与锂负极之间的界面的应用。此外,本文还综述了常见界面表征手段及其在聚合物固态电解质-锂负极界面的应用情况。最后,基于设计和构筑稳定的聚合物固态电解质-锂负极界面的相关策略,本文对掺杂、核层设计等界面优化手段的发展前景进行分析与展望。

摘要：金属锂具有超高理论比容量密度(3680 mA·h·g^(-1))和低还原电位(?3.04 V ***),被认为是高能量密度电池负极材料的“圣杯”.然而,由于锂枝晶不可控生长和对电解质高反应性导致的库仑效率低、循环寿命短及内短路等问题严重制约着金属锂负极的实用化进展.在实际的电化学体系中,集流体作为金属锂沉积/脱出的基底,其表面性质对锂负极的循环稳定性起着至关重要的作用.本文从负极、集流体表面成分以及微结构设计两方面系统总结了构建三维亲锂骨架材料的改性策略.利用金属、金属氧化物、杂原子掺杂、聚合物材料及有机框架材料等高亲锂材料对集流体和负极的界面及结构进行针对性调控修饰,可以有效调控金属锂的电沉积,推进金属锂负极在高能量密度电池体系中的实用化进程.

摘要：金属锂具有高的理论比容量(3860 mAh·g^-1),低的电极电位(-3.04 V与标准氢电极相比)和低的密度(0.53 g·cm^-3),是最有前途的锂二次电池用的负极材料。但仍存在循环过程中枝晶生长及其导致的低库伦效率、短循环寿命等问题。而3D锂金属负极因具有高比表面积和内部空腔能有效缓解上述问题。特别是纳米技术的发展为3D锂金属负极提供了更高效的形貌与结构。基于金属基和碳基3D锂金属负极对三维锂金属负极的设计及研究进展进行了详细的概述。

摘要：化学预锂化被认为是提高储锂负极首次库仑效率(ICE)的关键方法.本文设计了取代基工程的锂-氰基萘预锂化体系,以增强首次库仑效率并同时构建氧化亚硅电极的多功能界面膜.X射线光电子能谱(XPS)、电子能量损失能谱(EELS)、核磁共振(NMR)能谱和原子力显微镜(AFM)证明锂-氰基萘预锂化试剂有助于形成整合的固体电解质界面(SEI)膜,体现在以下方面:(1)生成具有有机外层(致密的含氮有机物ROCO_(2)Li)和富含LiF无机内层的呈梯度的固体电解质界面膜;(2)组分、机械性能和表面电位在水平分布上的均质化.因此,预锂化的氧化亚硅电极表现出高于100%的首次库伦效率,循环过程中提高的库伦效率、更好的循环稳定性以及在过充电状态下锂枝晶的抑制.值得注意的是,预锂化后的硬碳/氧化亚硅(9:1)‖|钴酸锂全电池在能量密度上展现了62.3%的提升.

摘要：当前,传统嵌入型锂离子电池已经达到其理论比容量的上限,需要开发新化学体系的电池材料来满足未来高比能量的要求。金属锂的理论比容量高达3860 mAh/g,相对标准氢电极电位低至-3.04 V,这使得金属锂电极成为高比能量二次电池的首选材料。然而,锂金属负极上的枝晶生长及其与电解质界面的不稳定性,导致锂金属负极存在安全隐患、利用率低、使用寿命短等问题,严重阻碍了锂金属电池的实用化。系统地总结了近些年在抑制金属锂二次电池负极枝晶生长方面取得的进展,并对金属锂负极电池的发展提出了展望。

摘要：动力电池领域对锂二次电池的能量密度和安全性提出了更高要求,研究高能量密度固态锂电池对发展新能源产业具有重要意义。相比传统的有机电解液锂离子电池,采用聚合物固体电解质的聚合物固态锂电池不但具有明显提升的安全性,而且能够匹配高容量电极材料,实现能量密度的有效提升。聚合物固态锂电池是最有前景的锂二次电池之一,然而聚合物固体电解质与锂负极间仍存在严重的界面副反应、锂负极表面易生长枝晶等问题。近年来,通过电解质成分调控、电解质力学性能提升、电解质/锂负极界面调控和匹配三维锂负极等手段,聚合物基固态锂电池性能明显提升。基于此,本文介绍了常见的聚合物固体电解质及其与锂负极间的界面挑战,从添加无机填料、使用高强度基底膜、分级层状结构设计、构筑界面缓冲层、交联网络设计以及固态锂负极保护等几个方面综述了提升聚合物基电解质/锂负极界面稳定性的最新研究成果,最后对解决聚合物固体电解质/锂负极界面兼容性的研发方向和发展趋势进行了展望。

摘要：锂硫电池的理论能量密度为2600 Wh/kg,是锂离子二次电池的3—5倍,是极具应用前景的电化学储能体系,近年来引起了研究人员的广泛关注。人们在维持电极结构稳定性、提高硫的利用率和加强电池循环寿命等方面开展了大量的研究工作。本文综述了锂硫电池的最新研究进展,从硫正极材料复合改性、不同种类电解质、锂负极保护、电池结构设计等4个方面进行了总结,分析了影响锂硫电池比容量、循环稳定性的主要因素,最后展望了锂硫电池未来的发展趋势。

摘要：锂硫电池(LSB)凭借其超高的能量密度(2600 Wh·kg^(-1)),被认为是下一代储能系统的潜在候选者之一。然而,目前LSB的实际应用受到了多硫化锂(LiPSs)穿梭效应、电解质连续分解和锂枝晶生长等问题的限制。这些挑战主要与正极结构框架、锂负极的反应性以及在电极-电解质界面发生的氧化还原反应有关。设计良好的正极结构、新型电解质的开发和负极保护已被陆续研究,以期改善LSB的电化学性能。在本文中,将系统地讨论克服LSB挑战的相关研究进展,如正极硫载体设计和制备、新型电解质的开发、隔膜的改性/功能层插层设计、锂负极的保护及LSB产业化方面的最新研究进展。最后,为LSB的实际应用提出总结和展望。

摘要：针对金属锂负极在恒电流充放过程中面临的SEI膜破裂和锂枝晶生长会极大降低电池的使用寿命和倍率性能,并且具有较大安全隐患的问题,分别从SEI膜设计、电解质改性和金属锂负极结构设计3个方面综述了相关研究进展,为今后高容量金属锂电池的研究提供了参考和思路。