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锂电池研究至今,有了极大突破,但同时也存在一些共性问题和难点待优化和解决。
①SEI膜:SEI膜一般为无定形结构,通常由碳酸锂、氟化锂、氢氧化锂、低聚物、高聚物、正极溶出物、杂质等组成。在电极中,SEI膜覆盖在电极上活性物质,有时还沉积在隔膜上。SEI膜的性质对电化学性能有直接影响,控制SEI膜生长是应用研究追求的目标。
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②电极材料结构演化:包括晶体结构、结晶度、缺陷、形貌等。在锂电池脱嵌过程中,晶格中锂与锂空位比例不断变化,其在空间排布的无序或有序导致出现固溶体或新相。结构演化是动态过程,平衡态与非平衡态时,结构可能不一致。了解材料的结构演化。对全面掌握电极材料性能衰减和性能改进具有重要意义,但也有相当难度。
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③多尺度复杂体系输运:锂电池电极材料里包含活性材料、粘结剂、导电剂、添加剂等物质,电极呈现除非匀相介质。在电池充放电过程中,涉及电子从集流体向电极颗粒表面及内,离子朝着电极层/活性颗粒层朝内部输运。离子/电子在各相的输运特性不同,因此理解输运过程中的热力学和动力学特点及变化是一个极大的挑战。
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