科学家原位精准测定锂枝晶生长机理
AFM—ETEM纳米电化学测试平台，可实现原位观测纳米固态电池中锂枝晶生长机制及其力学性能和力—电耦合精准定量测量。 1月6日，Nature Nanotechnology发表了燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室教授黄建宇、沈同德与国内外科学家合作的一项研究论文，题为Lithium whiskers growth and stress generation in an in situ atomic force microscope-environmental transmission electron microscope setup。该成果实时、直观地记录了锂枝晶生长的微观机制，精准测定了其力学性能和力—电耦合特性，并提出固态电池中抑制锂枝晶生长的可行性方案。 锂离子二次电池以其高能量密度已在便携式电子设备领域得到了广泛应用，但依然不能满足电动汽车、电网等大容量储能装置对高能量密度的需求。金属锂具有高比容量（386......阅读全文
科学家原位精准测定锂枝晶生长机理
AFM—ETEM纳米电化学测试平台，可实现原位观测纳米固态电池中锂枝晶生长机制及其力学性能和力—电耦合精准定量测量。 1月6日，Nature Nanotechnology发表了燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室教授黄建宇、沈同德与国内外科学家合作的一项研究论文，题为Lithium whi
新型荧光探针区分锂枝晶和“死锂”
随着经济全球化以及科技的快速发展，人类对能源的需求日益增加，尤其是近年来电动汽车和移动电子设备的蓬勃发展，高能量密度储能材料成为科学研究的焦点。尽管传统的以石墨为负极材料的插层式锂离子电池在电子设备产品市场中占据重要地位，然而它的能量密度已经接近其上限，逐渐无法满足消费者的使用需求。与插层式的锂
智能所双金属纳米枝晶生长机理研究取得新进展
利用铜与银离子的置换反应生长纳米银枝状晶已被广泛接受，但是在微纳尺度下的枝晶生长过程与机理还有待进一步深入探索。中科院合肥物质科学研究院智能所和合肥微尺度物质科学国家实验室在此领域联合开展科研并取得进展，有关成果于4月1日发表在国际纳米材料领域知名期刊《微尺度》(Small, 2
固态电解质委屈地哭了：导电性太高也是我的错？
为什么要研究固态电解质 在未来可见的很长一段时间，锂金属负极都将是高能量可充电池竞相追逐的对象。目前常规的液态或者聚合物电解质很难抑制锂金属负极的枝晶生长，而固态电解质具有优异的力学强度，高Li+传递性能，可以有效抑制锂枝晶的生长。因此，固态电解质被认为是确保锂金属负极发挥威力的绝佳搭档。
您的锂电池安全吗？电子显微镜告诉您
美国能源部橡树岭国家实验室的科学家们已经得到了锂枝晶形成的纳米级图像，这项成果将有助于解决锂电池长期存在的性能和安全问题。 美国能源部橡树岭国家实验室的科学家拍摄到了第一张锂枝晶形成的实时纳米级图像。锂枝晶结构的存在通常会降低电池的使用性能，借助电子显微镜，橡树岭国家实验室
9,10二甲基(DMA)荧光探针区分锂枝晶和“死锂”
随着经济全球化以及科技的快速发展，人类对能源的需求日益增加，尤其是近年来电动汽车和移动电子设备的蓬勃发展，高能量密度储能材料成为科学研究的焦点。尽管传统的以石墨为负极材料的插层式锂离子电池在电子设备产品市场中占据重要地位，然而它的能量密度已经接近其上限，逐渐无法满足消费者的使用需求。与插层式的锂
如何减缓锂枝晶的形成对锂电池造成的影响
锂枝晶的形成，是目前锂电行业无法规避的一个技术难题，只要锂离子电池充放电，锂离子还原时就会形成锂枝晶。并且经过长时间的堆积，当锂枝晶长到一定长度的时候就会刺破隔膜导致锂离子电池内部发生短路，一旦锂离子电池内部发生短路轻则锂离子电池报废，严重时还会威胁到人生安全。锂枝晶形成除了工艺和自然因素，其他使用
高能量密度纳米固态金属锂电池研发获系列进展
化学所高能量密度纳米固态金属锂电池及其关键材料研发获系列进展 为开发高能量密度的纳米固态金属锂电池，解决金属锂电池面临的循环性与安全性难题，在科技部、国家自然科学基金委和中国科学院的大力支持下，中科院化学研究所分子纳米结构与纳米技术院重点实验室研究员郭玉国课题组在金属锂负极、固体电解质及固态电
《Science》冷冻电镜显微图，揭示锂电池爆炸之谜
目前科学层面的解释是电极表面锂沉积会形成“枝晶”（dendrites），而且它会继续生长，从而造成电池内部短路引起电池故障或可能引发火灾。但如何从原子结构层面去认识和研究，进而去找出解决问题的方案，在过去缺少有效的技术手段。本月刚刚斩获2017年诺贝尔化学奖的冷冻电子显微镜（cryo-EM）技术，就
非对称凝胶电解质助力无枝晶金属锂电池研究获进展
具有高理论比容量、低氧化还原电位的金属锂负极，有望助力下一代高能量电池的实现。然而，液态电解液体系中金属锂负极的枝晶问题饱受诟病。枝晶生长不但能够导致锂的不可逆容量损失，还可能引发电池短路乃至爆炸。科学家们对枝晶生长机理进行了广泛研究，其中得到广泛认可的Chazalviel模型指出，枝晶成核时间
Nature－Energy之后，能源大牛再发Nature－Materials！
背景介绍 由于更高的能量密度和安全性，带有锂金属阳极和陶瓷电解质的固态电池是当前的热点。然而在循环过程中锂枝晶通过陶瓷电解质的传播会导致高充电状态下的短路，是实现高能量密度全固态锂阳极电池的最大障碍之一。以往的研究表明，如果电解质具有足够高的剪切模量，那么通过聚合物电解质的枝晶生长就会受到抑制
上海硅酸盐所在锂金属电池负极界面改性研究中获进展
金属锂具有极高的理论比容量与极低的氧化还原电位，有望成为下一代负极材料。当其与转换反应型硫基和氟基正极匹配时，有望得到能量密度高达500 -900 Wh kg-1的锂金属电池(LMBs)。然而，负极端锂枝晶的生长蔓延容易导致锂金属电池循环稳定性变差，且具有电池短路的安全风险；挤压出来的锂枝晶也有
冷冻电镜显微图，揭示锂电池爆炸之谜
对于锂等材料来说，无法使用投射电子显微镜来查看枝晶原子级别的结果。和生物材料类似，当在室温下使用TEM时，通过电子束撞击，枝晶边缘会卷曲甚至熔化。参与此次工作的斯坦福大学的博士生Yanbin Li称，“透射电镜样品的制备是在空气中进行的，但锂金属在空气中将很快被腐蚀”，“每当我们试着用高倍电子显微镜
上海硅酸盐所固态电解质功能化隔膜研究获进展
锂金属由于具有极高的理论比容量（3860 mAh g-1）和极低的电化学电势(-3.04V Vs. SHE)，是下一代高比能锂电池的理想负极材料。然而，高活性锂金属所带来的枝晶生长问题严重阻碍了其应用进程。隔膜表面改性策略由于具有低成本、可替代性强的优点，广泛应用于抑制锂金属电池内枝晶生长的研究
上海硅酸盐所固态电解质功能化隔膜研究获进展
锂金属由于具有极高的理论比容量（3860 mAh g-1）和极低的电化学电势(-3.04V Vs. SHE)，是下一代高比能锂电池的理想负极材料。然而，高活性锂金属所带来的枝晶生长问题严重阻碍了其应用进程。隔膜表面改性策略由于具有低成本、可替代性强的优点，广泛应用于抑制锂金属电池内枝晶生长的研究
上海硅酸盐所固态电解质功能化隔膜研究获进展
锂金属由于具有极高的理论比容量（3860 mAh g-1）和极低的电化学电势(-3.04V Vs. SHE)，是下一代高比能锂电池的理想负极材料。然而，高活性锂金属所带来的枝晶生长问题严重阻碍了其应用进程。隔膜表面改性策略由于具有低成本、可替代性强的优点，广泛应用于抑制锂金属电池内枝晶生长的研究
金属锂复合负极材料可提升锂电池能量密度
金属锂可直接作为负极材料，但存在安全隐患，长期循环使用时，会出现体积膨胀、锂枝晶生长等问题，体积膨胀会导致电极结构坍塌，锂枝晶生长会刺穿电池隔膜，造成电池短路。在锂电池中，负极起到氧化作用，是电路中电子流出的一极，负极材料是构成负极的材料，其性能直接影响锂电池的能量密度。可用于负极的材料种类较多，大
清华大学张强课题组锂金属负极研究系列进展！
随着电动汽车、便携式电子器件、智能手机、电动工具等的快速发展与广泛应用，发展高能量密度的二次电池成为了当前社会的热点需求之一。锂金属负极由于拥有高理论比容量（3860 mAh g-1）和低电极电位（相对标准氢电极-3.040 V）方面的优势，是下一代高比能电池负极材料的理想选择之一。但是，锂金属
北大深研院新材料学院发表《先进能源材料》封面文章
近日，新材料学院潘锋团队在国际著名期刊《先进能源材料》上发表题为“Revealing the Short-Circuiting Mechanism of Garnet-BasedSolid-State Electrolyte”（Advanced EnergyMaterials, IF = 21.
可充电锂电池枝晶难题破解
据最新一期《焦耳》杂志报道，美国麻省理工学院研究人员解释了可充电锂电池枝晶的形成原因以及如何防止其穿过电解液的方法。这一发现最终可能开启一种新型可充电锂电池的设计之门，这种电池比目前的版本更轻、更紧凑、更安全。 到目前为止，可充电锂金属电池的商业用途还很有限，其中一个原因是枝晶。枝晶可在锂表面
使用金属锂作为锂离子电池的负极材料需要克服两个难题
困扰金属锂负极的主要问题是锂枝晶，在循环过程中，由于局部极化的因素，使得金属锂表面生长锂枝晶，当锂枝晶生长到一定程度的时候就可能穿透隔膜，引发安全问题，此外如果锂枝晶发生断裂，就会形成“死锂”，造成电池容量损失，因此锂枝晶是阻碍金属锂负极应用的zui大障碍。 金属锂可完美替代石墨，做锂离子电池的负极
单锂离子导电准固态聚合物刷电解质：无枝晶锂金属电池
在过去的几十年，锂离子电池的能量密度已经达到250 Wh kg-1、但仍不能满足能源时代电动汽车、无人驾驶飞机、智能电网的快速扩张和前所未有的电能消耗需求，因此推动更高能量密度的储能装置发展势在必行。目前，由具有最高能量密度 (3860 mAh g-1) 和最低电化学电位 (-3.04 V vs
硅基超亲电解液锂电池隔膜研究获进展
能量型锂金属电池作为下一代电化学储能技术，是电动汽车、航空航天等领域发展的基础。然而，在构建高比能锂金属电池的条件（如欠锂、低电解液用量等）下，锂枝晶不可控生长和中间产物穿梭等问题制约了产业化进程。与其他策略相比，隔膜的表界面调控可耦合正、负极界面问题的解决方案，且具有不易增加电池体积和质量等优
新型锂金属电池亮相：－3分钟充满电、寿命可达20年
对于新能源汽车来说，其发展关键跟电池技术息息相关，不少科学家也是希望在锂电池上能够继续做出大文章。美国哈佛大学科学家为电动汽车开发了一种新型固态锂金属电池，该电池有望实现3分钟内完全充电，并且可持续使用20年。相关论文发表在最近的《自然》杂志上。目前，初创公司Adden Energy宣布已获得哈佛大
回顾：2023年Nature\Science上的锂电池成果
2023年Nature上的电池文章汇总 1.固态电解质最新成果 登上Science 日本东京工业大学创新研究所全固态电池研究中心Ryoji Kanno教授团队利用高熵材料的特性，通过增加已知锂超离子导体的组成复杂性来设计了一种高离子导电的固态电解质，以消除离子迁移的障碍，同时保持超离子导电的
锂金属的微观形状剧烈变化
锂金属的微观形状在充放电过程中会发生剧烈变化，从而导致金属锂的锂枝晶的析出。锂枝晶不仅会降低电池的容量，还可能造成电池内短路，诱发起火和爆炸等安全事故。如果将一层厚度仅约1微米的橡皮泥涂在锂金属表面，可以近乎完美的保护锂金属电极。在正常的充放电过程中，锂金属在电极表面均匀沉积，对橡皮泥的作用力很
化学所在锂硫电池研发方面取得系列进展
随着电动汽车、便携式电子设备和家用储能电源的蓬勃发展，迫切需要开发高比能量二次电池体系。锂硫电池由于具有高达2600 Wh/kg的理论质量比能量而成为目前该领域的研究前沿与热点。 最近，在中国科学院先导专项、科技部、国家自然科学基金委和中国科学院的大力支持下，中国科学院化学研究所分子纳米结构与
枝晶消除剂——”新型电解质“带着电池一起飞
太平洋西北国家实验室的物理学家Jason Zhang和他的同事们开发出一种新型电解质，使锂硫，锂金属和锂空电池的效率工作达到99%，同时具有高电流密度，且不会生长使充电电池短路的锂枝晶。 图片展示的是两幅扫描电子显微镜图像：a、说明传统的电解质如何造成枝晶生长；b、PNNL研发的新型电解质，生
表面超声波装置，可利用超声波驱使电解液流动
近日，美国加州大学圣地亚哥分校教授詹姆斯·弗兰德开发了一种表面超声波装置，可利用超声波驱使电解液流动，提高离子分布的均匀性，从而实现快速充电并提高电池的循环寿命。相关论文发表于《先进功能材料》。 从电网储能、智能机器人到电动汽车，可充电电池是推动其发展的关键。目前最好的锂离子电池的能量密度（2
锂硫电池发展面临三方面挑战
原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/3/497250.shtm近日，华东理工大学化工学院教授詹亮团队以《协同抑制多硫化锂发生穿梭效应和锂枝晶生长策略在锂硫电池领域中的研究进展》为题，在《先进材料》发表论文，对近十年来有关锂硫电池的正/负极“宿主”