固態(tài)電池界面表征

1團隊基本情況介紹團隊基本情況介紹研究團隊電池安全評價與固態(tài)電池技術研究團隊團隊負責人：王家鈞團隊負責人：王家鈞2美國期間曾經(jīng)承擔的工業(yè)項美國期間曾經(jīng)承擔的工業(yè)項分析）22副教授劍橋大學博士美國能源部前staff副教授劍橋大學博士美國能源部前staffscientist副教授副教授助理教授德國馬普所博士哥倫比亞大學博士后西安大略大學博士后u多種表征技術的特點與局限性8u典型的跨尺度表征技術:100554.9u團隊的相關綜述論文SulSul?de-BasedAll-Solid-StateBa2eriesSurface-to-BulkSynergis:cModi?ca:onofSingleCrystalCathodeEnablesStableCyclingofSul?de-BasedAll-Solid-StateBa2eriesat4.4V在NCM表?引?Nb、Ti源，通過溶膠凝膠和后續(xù)熱處理獲得包覆-摻雜改性DC-TNO@NCM材料。包覆-摻雜改性NanSun,WangJiajun*,etal.Adv.EnerSulSul?de-BasedAll-Solid-StateBa2eriesSurface-to-BulkSynergis:cModi?ca:onofSingleCrystalCathodeEnablesStableCyclingofSul?de-BasedAll-Solid-StateBa2eriesat4.4V與改性前的NCM相?，包覆-摻雜協(xié)同改性DC-TNO@NCM的?次放電?容量?達180.3mAhg-1，?次庫倫效率也從78.6%提?到86.3%。DC-TNO@NCM材料更是表現(xiàn)出?壓下的?循環(huán)穩(wěn)定性，140次循環(huán)后容量保持率?達92.2%。NanSun,WangJiajun*,etal.Adv.EnerPolymerPolymer-BasedAll-Solid-StateBa2eries納?界?納?層可以有效抑制SPE在?壓狀態(tài)下的分解，改善存儲后電壓和容量快速衰減的問固態(tài)電池界面層構筑固態(tài)電池界面層構筑PolymerPolymer-BasedAll-Solid-StateBa2eriesAPA界面納米層的可行性NCM||SPE||Li電池的在存儲前5h內，電壓呈現(xiàn)急劇下降(0.19V)。相?之下，NCM@APA||SPE||Li電池的電壓僅損失0.04V，10天后僅下降0.27V。?倍率條件下，循環(huán)200圈后，容量依然能保持在50%以上。16PolymerPolymer-BasedAll-Solid-StateBa2eriesShuaifengLou,WangJiajun*,etal.NatureCommunicaFoPolymerPolymer-BasedAll-Solid-StateBa2eriesShuaifengLou,WangJiajun*,etal.NatureCommunicaFoPolymer-basedSolid-StatePolymer-basedSolid-StateLi-O2Ba2eriesTriggeringambientpolymer-bb-TiO2納?刺的光?光電?和光空?促進了充電/Polymer-basedSolid-StatePolymer-basedSolid-StateLi-O2Ba2eriesTriggeringambientpolymer-b與光電協(xié)同作?（紫外光）和熱電協(xié)同作?（可?光）相?，在光-電-熱協(xié)同作（模擬太陽光）LimetalBa2eriesX射線成像技術、固態(tài)NMR技術、SEMLimetalBa2eriesaa不同成分體積比骨架中粒徑分布鋰化成分分析鋰負極保護技術的研發(fā)，以及利用同步輻復合金屬電極結構、機理進行全流程分析優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性22QingsongLiu,WangJiajun*,etal.EnergyStorageMater，(2022)41,1-7LuX,etal,NatureCommunicaLons,2020,11,20792627電化學模型物理參數(shù)物理參數(shù)電化學模型中的電化學模型中的物理參數(shù)?度有效固相電導率固相電導率電極孔隙率有效液相電導率液相電導率液相孔隙率固相擴散系數(shù)有效液相擴散系數(shù)SEI膜內阻液相擴散系數(shù)液相擴散系數(shù)粒?半徑有效固液界?交換電流反應速率電極厚度交換電流反應系數(shù)化學計量?電勢隨溫度變化率最?可嵌?鋰濃度28電化學-熱力學模型耦合 能量守恒散熱速率可逆熱生熱速率不可逆熱生熱速率生熱速率單位體積生熱速率歐姆熱生熱速率、1.傳熱系數(shù)2.比熱容3.電池內核有效體積熱模型模型中的新增的物理參數(shù)4.表面散熱系數(shù)5.有效散熱面積6.環(huán)境溫度膨脹膨脹顆粒膨脹膨脹固態(tài)電池中二次顆粒因各向異性引起的晶界應力N30負極副反應模擬負極副反應模擬SEI膜耦合鋰枝晶過程φ↓φ↓φ↓i↓t)/)12R↓SEIRTSEI膜生長反應速率i↓SEI=?e↑?λhFK↓SEIc↓Ecexp(?α↓SEIF(膜阻影響反應過電位η=φ↓1?φ↓2?R↓SEIi↓t?U↓eq!?h/?t=?h/?t=q↓SEI+Ω↓Li/Fi↓platKh枝晶穿刺拉伸改變SEI膜厚度及曲率影響膜阻i↓plat=i↓plat,0[exp((1?α)F/RTη)exp(αF/RTexp(αF/RTη)]R↓SEI=r↓resh耦合SEI膜生長的Li+枝晶演化過程建立SEI膜生長與鋰枝晶生長耦合關系，構建電池充電安全性模型析鋰電位U，傳遞系數(shù)a，反應電流密度iSR-CT與模擬仿真結合SR-CT與模擬仿真結合CT重構電化學模型分析多層CT掃描圖片CT重構