二次锂电池表界面电子结构的同步辐射光谱学研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:U1632269
- 项目类别:联合基金项目
- 资助金额:240.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:A3202.上海光源
- 结题年份:2021
- 批准年份:2016
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2017-01-01 至2021-12-31
- 项目参与者:禹习谦; 郑杰允; 李炯; 顾颂琦; 冯雪飞; 于鹏飞; 张念; 龙兴辉; 张杰男;
- 关键词:
项目摘要
This project plans to employ the SiPME2 soft x-ray absorption and photoemission spectroscopy beamline and hard x-ray absorption fine structure spectroscopy beamline, combined with the thin-film electrode growth and in-situ characterization techniques, to systematically study the electronic structures of surfaces/interfaces in Li batteries, which is an important but the least understood scientific problem. We plan to extensively investigate the formation, growth, and evolution mechanism of interfaces in novel Li-ion batteries by multiple spectroscopic techniques with elemental selectivity and surface sensitivity. In particular, we plan to explore, from the point of view of electronic structure, the evolution pattern of interfacial electron double layer, ion transport and diffusion, local distortion of crystal structure, strength of orbital hybridization, interfacial band bending, and the relationship between these fundamental physical mechanisms and macroscopic properties such as the increase of impedance, degradation of electrolyte, and capacity fading. The ultimate goal of this project is to provide new scientific evidences to improve the battery performance. Further, this project will promote the experimental capability of the related beamlines for the in-situ characterization of electronic structure, and provide novel methodology and platform for the Li-battery research.
本项目拟利用上海同步辐射光源新建的SiPME2软X光吸收谱和光电子谱线站,硬X光XAFS线站,结合薄膜电极制备和原位表征技术,对锂电池表界面电子结构这一关键科学问题开展系统研究。我们计划结合多种X光谱学方法,利用谱学方法的元素选择性和表面敏感性,广泛研究多种新型锂离子电池和全固态电池中表界面的形成、生长和变化机制。特别是从电子结构的角度揭示界面双电层、离子输运和扩散、局域晶格扭曲、轨道杂化强度、界面能带弯曲等微观机制的演化规律,以及表界面基本物性与界面阻抗增加、电解质降解、容量衰减等宏观性能之间的构效关系,为进一步提高锂电池性能提供新的科学依据。通过项目的实施,还将提高相关实验线站的原位电子结构实验能力,为我国锂电领域提供新的表征手段和研究平台。
结项摘要
本项目依托上海光源吸收谱学实验站,发展了适用于固-气、固-液和固-固界面的原位测量装置。在硫化物和氧化物电极中开展了阴离子活化的电子结构研究,系统阐明了过渡金属与配体阴离子的杂化作用对体相阴离子活化的影响;在此基础上,初步澄清了活化过程对电解液界面演化的影响。系统研究了石榴石型电解质与正负极的界面稳定性,阐明了电解质-正极界面稳定的起源以及电解质表面碳酸锂积聚的机制,提出了利用转化反应改善锂负极-电解质界面稳定性的新思路,为全固态电池的商业化提供了指导。本项目整体上按照计划执行,达到了既定目标,已发表文章15篇,获得专利授权1项,培养研究生5名及博士后2名。
项目成果
期刊论文数量(15)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
Charge compensation and capacity fading in LiCoO2 at high voltage investigated by soft x-ray absorption spectroscopy
软 X 射线吸收光谱研究高电压下 LiCoO2 的电荷补偿和容量衰减
- DOI:10.1088/1674-1056/27/10/107802
- 发表时间:2018
- 期刊:Chinese Physics B
- 影响因子:1.7
- 作者:Long Xing-Hui;Wu Yan-Ru;Zhang Nian;Yu Peng-Fei;Feng Xue-Fei;Zheng Shun;Fu Jia-Min;Liu Xiao-Song;Liu Na;Wang Meng;Xu Lei-Min;Chen Jin-Ming;Lee Jenn-Min
- 通讯作者:Lee Jenn-Min
Exotic ferromagnetism in the two-dimensional quantum material C3N
二维量子材料 C3N 中的奇异铁磁性
- DOI:10.1007/s11467-017-0741-3
- 发表时间:2018
- 期刊:Frontiers of Physics
- 影响因子:7.5
- 作者:Huang Wen-Cheng;Li Wei;Liu Xiaosong
- 通讯作者:Liu Xiaosong
Anionic Redox Regulated via Metal–Ligand Combinations in Layered Sulfides
通过层状硫化物中的金属配体组合调节阴离子氧化还原
- DOI:--
- 发表时间:2021
- 期刊:Advanced Materials
- 影响因子:29.4
- 作者:Tian Wang;Heyi Xia;Guoxi Ren;Zulipiya Shadike;Taoqing Huang;Xunlu Li;Siyu Yang;Mingwei Chen;Pan Liu;Shangpeng Gao;Xiaosong Liu;Zhengwen Fu
- 通讯作者:Zhengwen Fu
Garnet Electrolytes with Ultralow Interfacial Resistance by SnS2 Coating for Dendrite-Free all-Solid-State Batteries
通过 SnS2 涂层实现超低界面电阻的石榴石电解质,用于无枝晶全固态电池
- DOI:10.1021/acsaem.1c00193
- 发表时间:2021
- 期刊:ACS Applied Energy Materials
- 影响因子:6.4
- 作者:Zhou Deng;Ren Guo-Xi;Zhang Nian;Yu Peng-Fei;Zhang Hui;Zheng Shun;Tian Zong-Wang;Du Si-Yuan;Chen Jun-Xiong;Liu Xiao-Song
- 通讯作者:Liu Xiao-Song
Enhanced orbital anisotropy through the proximity to a SrTiO3 layer in the perovskite iridate superlattices
通过接近钙钛矿铱酸盐超晶格中的 SrTiO3 层增强轨道各向异性
- DOI:10.1103/physrevb.104.075156
- 发表时间:2021
- 期刊:Physical Review B
- 影响因子:3.7
- 作者:Huang Wencheng;Liu Wanling;Shao Yu-Cheng;Feng Xuefei;Zhang Nian;Fu Jiamin;Lee Jenn-Min;Shen Dawei;Chuang Yi-De;Liu Xiaosong
- 通讯作者:Liu Xiaosong
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- 作者:于鹏飞;龙兴辉;张念;冯雪飞;傅佳敏;郑顺;任国玺;刘志;王诚;刘啸嵩
- 通讯作者:刘啸嵩
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- 发表时间:--
- 期刊:The journal of physical chemistry letters
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- 作者:于鹏飞;龙兴辉;张念;冯雪飞;傅佳敏;郑顺;任国玺;刘志;王诚;刘啸嵩
- 通讯作者:刘啸嵩
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- 发表时间:2018
- 期刊:Chinese Physics B
- 影响因子:1.7
- 作者:龙兴辉;吴颜如;张念;于鹏飞;冯雪飞;郑顺;傅佳敏;刘啸嵩;柳娜;王梦;徐磊敏;陈锦明;李振民
- 通讯作者:李振民
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- 发表时间:--
- 期刊:Energy & Environmental Materials
- 影响因子:15
- 作者:傅佳敏;于鹏飞;张念;任国玺;郑顺;黄文程;龙兴辉;李泓;刘啸嵩
- 通讯作者:刘啸嵩
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- DOI:10.7498/aps.69.20201533
- 发表时间:2020
- 期刊:物理学报
- 影响因子:--
- 作者:张念;任国玺;章辉;周櫈;刘啸嵩
- 通讯作者:刘啸嵩
其他文献
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