随着便携式电子设备的广泛应用,电化学储能系统(特别是锂和锂离子电池)在当代社会中无处不在。而新兴的存储应用,如可再生能源发电的集成和电动汽车的广泛采用,提出了一系列功能需求。近日,纽约州立大学石溪分校Esther S. Takeuchi、Amy C. Marschilok综述研究了锂和锂离子电池正负复合电极中的电子和离子传输。
本文要点:
1)对电池功能至关重要的是电子和离子传输不仅决定了电池在应用条件下的能量输出,还决定了电池中所含总能量的哪一部分可以被利用。作者综述了活性材料以及正负复合电极的电子和离子传输过程。
2) 作者从材料的原子排列和电子传导到大型电池的连续运行,而这些在许多数量级的长度和时间尺度上都是相关的。这种尺度多样性的表征需要多种方法来获得所涉及运输过程的完整视图。此外,作者还提供了实现电极合理设计的策略、连续体建模的作用以及电化学储能系统持续发展所需的基础科学研究,以提高电池能量密度、功率和寿命。
Calvin D. Quilty et.al Electron and Ion Transport in Lithium and Lithium-Ion Battery Negative and Positive Composite Electrodes Chem. Rev. 2023
DOI: 10.1021/acs.chemrev.2c00214
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemrev.2c00214