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?期刊：Energy Materials單位：廈門大學材料學院,、元能科技（廈門）有限公司作者：朱杰，伍運帆,，張弘毅,，謝旭佳，楊勇,，彭宏宇,，梁曉春,，齊瓊瓊,，林偉斌,，彭棟梁，王來森*,，林杰*通訊作者：王來森,，林杰01 背景介紹固態(tài)鋰電池（SLBs）因能量密度高和安全性能好而廣受關注，其中石榴石型Li7La

?第一作者：王浩宇通訊作者：董錦洋,，蘇岳鋒,，陳來通訊單位：北京理工大學，北京理工大學創(chuàng)新中心使用設備：元能科技PRCD3100粉末電阻率&壓實密度儀,、SPFT2000單顆粒力學性能測試系統(tǒng)01 研究背景鋰離子電池（LIBs）在現(xiàn)代能源存儲領域扮演著至關重要的角色,，對便攜式電子設備、電動汽車和可

?前 言鋰離子電池是一種搖椅式二次電池,，它主要依靠鋰離子在正極和負極之間的移動來工作（圖1）,。在充電過程中，鋰離子從正極中脫出,，經(jīng)過?電解液嵌入負極,。此時，電子通過外電路從正極流向負極,，形成電流,。放電過程中則相反，鋰離子從負極中脫出,，經(jīng)過電解液返回正極,，同時電子通過外電路從負極流向正極，產(chǎn)生電流對外供

?前 言目前,，液態(tài)電池的性能滿足了我們?nèi)粘Ｊ褂玫拇蟛糠中枨螅簯B(tài)電池在材料體系與工藝技術上的開發(fā)也已經(jīng)接近天花板,。越來越多的科研工作者將研究工作轉(zhuǎn)向了鋰電池的終極目標：全固態(tài)電池,。固態(tài)電解質(zhì)擁有良好的機械性能，采用固態(tài)電解質(zhì)替代原有的電解液與隔膜,，這能有效阻止鋰枝晶造成的正負極短路問題[1],。同時，

?一,、測試目的該項目用于對鋰電池,、鈉電池等體系不同正負極材料單個顆粒的壓縮測試，評估材料顆粒層級的耐壓性,、壓潰力,。一般有以下幾個方面的研究和應用（如圖1）：1）顆粒的抗壓性與粉末壓縮過程中顆粒破碎、不可逆形變的關聯(lián)2）顆粒的抗壓性與極片壓實情況下顆粒壓潰、涂層穩(wěn)定性的關聯(lián)3）顆粒的抗壓性與電芯循環(huán)穩(wěn)定

?第一作者：房友友通訊作者：蘇岳鋒,，董錦洋,，陳來發(fā)表單位：北京理工大學，北京理工大學創(chuàng)新中心使用設備：元能科技PRCD1100粉末電阻率儀01 研究背景隨著電動汽車和便攜式儲能系統(tǒng)的迅速發(fā)展,，鋰離子電池的能量密度和成本效益亟待提高,，而富鋰錳基氧化物（LLO）材料在這些領域脫穎而出。盡管該材料具有高比能

?鋰離子電池因其能量密度高,、循環(huán)壽命長,、環(huán)保等優(yōu)勢逐步在便攜式電子產(chǎn)品及電動汽車中得到廣泛應用。當前以石墨類材料為負極的鋰離子電池容量已逐漸不能滿足電動車長續(xù)航的要求,，硅基材料因其比容量大,、放電平臺低、儲能豐富等優(yōu)點,，是最具潛力的下一代鋰電池負極材料,。但是硅基材料因其自身因素嚴重限制了它的商業(yè)應用，首

?01 研究背景高鎳正極材料因其高容量和低成本效益受到廣泛認可,，是高能量密度鋰離子電池正極材料的熱門選擇,。但高電壓下快充和長循環(huán)會引發(fā)高鎳正極嚴重的結構不穩(wěn)定性以及應力應變積累的問題，阻礙其進一步的商業(yè)化應用,。02 研究工作簡介近日,，來自北京理工大學吳鋒院士團隊的蘇岳鋒教授、陳來研究員,、董錦洋博士后,，

?背 景 在動力電池領域，因整車輕量化和更長的巡航里程的需求,，更高的能量密度成為消費者關注的關鍵指標,，對于電芯設計方面提出了更高的要求。在相同的化學體系下,，往往可通過優(yōu)化電芯設計參數(shù)來提升能量密度,，例如提高極片的壓實密度，優(yōu)化導電劑和電解液配方等,。但是壓實密度的提高會帶來一系列問題,，其中包含電解液浸潤

?前 言血淤是指中醫(yī)辨證中的一種證型,。血淤即血液運行不暢，甚至瘀滯不通的狀態(tài),，阻滯于經(jīng)脈及臟腑內(nèi),，血淤會使患者出現(xiàn)皮疹紫暗,、舌質(zhì)紫暗，甚至會引起腦血栓,、冠心病等疾病,。在電芯中，電解液即為電芯的“血液”,，當其無法充分浸潤電芯內(nèi)部并順暢流通時,，也會出現(xiàn)“血淤”現(xiàn)象,，從而影響電芯的各方面性能,。 電

?引 言粉體電阻率和壓實密度是當前鋰電行業(yè)材料監(jiān)控的重要指標,，其測定通常要在不同量化壓力下完成,，粉體受壓過程是一個復雜的物理現(xiàn)象，涉及顆粒間的相互作用,、位移,、變形以及最終形成的緊密堆積狀態(tài)。在受壓的初始階段,，粉體顆粒處于松散堆積狀態(tài),，顆粒間具有較大的孔隙；外力作用下顆粒逐漸移近,、分離,、滑動和轉(zhuǎn)動，使得

?前 言在眾多的正極材料中,，高鎳材料LiNixM1-xO2（M = Mn,，Co，Al等）表現(xiàn)出高能量密度以及良好的循環(huán)壽命,。然而與LiFePO4（LFP）相比,，高鎳正極的市場份額有下降趨勢。造成這種現(xiàn)象的主要原因之一是與LFP相比,，高鎳正極在高充電態(tài)（SOC）時有著較差的安全性能,。具體來說，正極的安全

?文章概述活性物質(zhì)粉末的設計,、制造和處理對電池的性能有著巨大的影響,。在批量生產(chǎn)前，活性物質(zhì)粉末的一致性保證了電池性能的穩(wěn)定性,。粉末的性能取決于成分,、包覆狀態(tài)、可壓縮性和流動性,。在介觀尺度上,，粉末之間的內(nèi)聚性以及與基體的附著力對堆積狀態(tài)的影響要大于顆粒形貌的影響,。為了保持良好的流動性，應避免粉末中存在集

?前 言電池內(nèi)部壓力變化主要原因包括：（1）在鋰離子電池的充放電過程中,，電極材料體積隨著鋰化和脫鋰而不斷波動，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程PV=nRT,對于固定外殼的圓柱或者方殼電池,，電極材料體積變化導致內(nèi)部氣體體積變化,，從而導致內(nèi)部氣體壓力的變化。（2）鋰離子電池內(nèi)的異常副反應會產(chǎn)生氣體,，從而導致更高的壓力

?鋰離子電池作為一種有效的電能存儲設備,，具有能量密度高、比功率大,、輸出電壓高,、自放電小、使用壽命長等優(yōu)點,，目前已廣泛應用于電動汽車,、電子產(chǎn)品等領域。但其在電化學循環(huán)過程中,，由于鋰離子的脫嵌過程會導致電極材料的體積膨脹和收縮,，且電池內(nèi)部伴有產(chǎn)氣、產(chǎn)熱現(xiàn)象發(fā)生,，均會導致電池整體發(fā)生變形,，而這種形變尤以厚度

?磷酸鐵鋰（LFP）電芯通常是基于橄欖石結構的LiFePO4材料涂覆在鋁箔上作為正極，石墨材料涂覆在銅箔上作為負極,，由于其安全性較好,，目前成為新能源動力汽車以及儲能電站最常選用的電芯體系。LFP電芯充電時,，Li+遷移到LiFePO4顆粒表面,，發(fā)生電極反應之后進入電解液，穿過隔膜后到達石墨負極顆粒表面,，

?前 言電芯一致性是目前各大電芯制造企業(yè)著重解決的難點之一,。在電芯生產(chǎn)制造過程中，由于物料,、設備和環(huán)境等波動,，生產(chǎn)出來的電芯會存在微小的差異，這微小的差異在將電芯組裝成電池組后會進一步放大,。好比于“木桶效應”,，電池組內(nèi)性能最差的電芯會直接影響到整個電池組的性能，包括安全性,，循環(huán)壽命,，容量發(fā)揮等[1-2

?電解液是鋰離子電池四大主材之一,，有鋰離子電池的“血液”之稱，電解液主要由有機溶劑,、電解質(zhì)鋰鹽及不同類型的添加劑組成,。其中有機溶劑是電解液的主體部分，鋰離子電池常用溶劑有碳酸乙烯酯(EC),、碳酸二乙酯(DEC),、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)等,，其中EC與一種鏈狀碳酸酯的混合溶劑是鋰離子電

?鋰離子電池循環(huán)過程中會發(fā)生容量衰減和損失,，為了提高電池容量和性能，國內(nèi)外的學者充分研究了鋰電池容量損失的機理,。目前,，可知引起鋰離子電池容量衰減的主要因素包括正負極表面形成 CEI/SEI 鈍化膜、金屬鋰沉積,、電極活性材料的溶解、陰陽極氧化還原反應或副反應的發(fā)生,、結構變化及相變化等1~3,。當前，對鋰離

?背 景在鋰離子電池的復雜體系中,，電解液起著不可或缺的角色,，它就像是電池內(nèi)部的“血液”，負責在正負極之間傳遞鋰離子,，從而實現(xiàn)電能的儲存和釋放,。電解液的性能直接影響到電池的整體性能，包括能量密度,、循環(huán)壽命,、充放電速率，以及工作溫度范圍,。電池若要實現(xiàn)優(yōu)異的倍率性能則需要電解液具有高的鋰離子傳輸能力,，鋰離子

?一、作者信息及文章摘要2022年,，北京理工大學 Peipei Xu博士開發(fā)了一種基于LFP電池的膨脹力曲線來預估電池SOC的方法,，經(jīng)過實驗驗證發(fā)現(xiàn)，在電池不同的工況條件下,，膨脹力對SOC的變化比電壓更加敏感,，因此本文提出膨脹力估計SOC的方法，首先采用LSSVM方法搭建膨脹力模型,，可解決膨脹力與SO

?一,、作者信息及文章摘要2017年,，J.R.Dahn課題組針對不同硅負極的軟包電池，采用原位表征方法測試其電極的體積,、應力和厚度變化,，并結合計算的方式，定量分析硅復合電極每種成分的體積膨脹占比,，從而為深入理解硅基材料的膨脹機理奠定基礎,。二、試驗方案1. 本實驗中制作三種電池：(A) Li(Ni1-x-

?全固態(tài)電池(assb)具有理論能量密度高,、本質(zhì)安全等優(yōu)點,，是最有前途的下一代儲能系統(tǒng)。然而,，電極與固體電解質(zhì)之間“固-固”接觸的限制嚴重阻礙了界面電荷傳輸,。研究表明，外部壓力的引入可以有效降低“固-固”接觸電阻,，延長電池的循環(huán)壽命,。通過適當調(diào)整外部壓力，可以優(yōu)化固態(tài)電池的性能,。但是外部壓力對固態(tài)電池

?一,、背景介紹在新能源汽車或儲能電站中，鋰離子電池常常會以多并串的形式組成模組或電池包（Pack）進行使用,，如果其中某幾顆電池出現(xiàn)性能缺陷或安全風險,，則會引發(fā)整個模組或電池包的失效，甚至起火,，這種現(xiàn)象可以稱之為電池包的“木桶效應”,。“木桶”的蓄水極限取決于“短板”的高度,，因此合圍“木桶”所使用的“木頭

?鋰離子電芯在充放電過程中的膨脹行為有兩種表現(xiàn)形式：厚度和應力,，準確測量膨脹厚度和膨脹力，有助于優(yōu)化電芯設計和提升電池在使用過程中的安全性能1-3,。恒間隙模式的傳統(tǒng)測試方法是采用一個鋼板夾具,，將電芯固定在壓板中間，用螺栓固定上下壓板的位置,，在上壓板處安裝一個力傳感器來監(jiān)控壓力變化,，但此方法很難保證測試

?在可持續(xù)的現(xiàn)代社會和氣候目標的背景下，電池儲能技術已成為全球汽車行業(yè)轉(zhuǎn)型和全球經(jīng)濟可持續(xù)增長的重要方向,。鋰離子電池（LIB）由于其長周期壽命和高倍率性能,，已成為消費者、電力和儲能市場的主要儲能解決方案之一,。當前鋰離子電池在降低生產(chǎn)成本,、提高性能和耐久性方面仍然存在挑戰(zhàn),，因此，深入了解生產(chǎn)過程對電池的

?電解液是鋰離子電池研發(fā)的核心部分,，不僅是保證離子傳輸?shù)闹匾浇?，也是電池獲得高電壓、高比能的重要基礎,。電解液相關參數(shù)及對極片和隔膜的浸潤性直接影響電池性能的發(fā)揮,。其中電解液在極片中的浸潤效果與極片本身的壓實密度、孔隙大小,、孔隙率等參數(shù)緊密相關,，電解液在極片中的浸潤情況評估可作為極片層級工藝優(yōu)化的關鍵

?鋰電池作為一種目前最常見的儲能器件，已被廣泛使用在生活的各方面,。當電池在使用過程中,，其內(nèi)部無時無刻都在發(fā)生著化學、電化學反應,，導致鋰電池的形狀也會隨著這些反應而發(fā)生一定程度的變化,。電池的膨脹通常分為兩種：一種是正負極材料脫嵌鋰結構變化造成的硬膨脹；另一種是由于鋰電池內(nèi)部的產(chǎn)氣反應引起的軟膨脹,。硬膨脹

?前 言在電化學領域,，電池測試設備是研究和開發(fā)新型電池技術的關鍵工具。隨著新能源技術的飛速發(fā)展,，高精度測試設備在電池測試中的重要性愈發(fā)凸顯。充放電設備主要用于鋰電池的一致性,、安全性,、功能性和可靠性的測試與評估，是鋰電池生產(chǎn),、研發(fā),、應用等階段不可或缺的重要環(huán)節(jié)。今年5月8日,，工信部公開征求了對鋰電池行業(yè)

?前 言隨著新能源汽車對續(xù)航能力要求的不斷提高,，電池負極材料也在向著高能量密度的方向發(fā)展。傳統(tǒng)石墨負極材料雖然工藝成熟,、成本低,，但是在能量密度方面的發(fā)展已接近其理論最大值（372mAh/g）。硅憑借著超高的克容量（4200mAh/g）和較低的嵌鋰電位（0.4V）逐漸進入人們的視野,，但硅負極在充放電過程