起文斌，田 豐，張 華，金 周，趙俊年，武懌達，詹元杰，賁留斌，俞海龍，劉燕燕，黃學杰

（中國科學院物理研究所，北京 100190）

1 正極材料

1.1 層狀氧化物正極材料

ZHU 等[1]合成了不同形貌，不同成分和不同顆粒尺寸大小的NMC三元材料，結(jié)果表明鎳含量越少，顆粒尺寸越大，（001）和（104）面占比越多，表面鎳元素越傾向于保持+3價氧化態(tài)，同時循環(huán)穩(wěn)定性越好。LI等[2]結(jié)合原位XRD分析和DFT計算，對LiNi1-x-yCoxMnyO2（NCM）正極材料脫鋰過程進行了細致地研究，發(fā)現(xiàn)對于NCM材料脫鋰過程，晶格崩潰是一個普遍的現(xiàn)象，幾乎完全依賴于Li的利用率。NCM中如果發(fā)生Co-Mn共取代幾乎不會影響控制晶格畸變的幾個關鍵結(jié)構(gòu)因素。該工作強調(diào)了對高鎳層狀氧化物正極材料進行成分調(diào)整的重要性，以最大限度地提高下一代高能鋰離子電池的電荷存儲能力。XU等[3]通過在LiNi0.815Co0.15Al0.035O2二次顆粒表面包覆鉬化合物，獲得了倍率性能和循環(huán)性能都有所提高的富Ni正極材料。研究發(fā)現(xiàn)，引入的Mo離子不僅在最外層形成了可以促進Li離子傳輸?shù)腖i2MoO4層，而且在外表面區(qū)域還外延生長了可以保持晶體結(jié)構(gòu)完整性的類NiO相。該工作得到的1% Mo修飾的正極，表現(xiàn)出10 C下極高的放電容量140 mA?h/g，5 C下250個循環(huán)容量保持率95.7%的極好循環(huán)性能以及高的熱穩(wěn)定性。YANG 等[4]通過計算發(fā)現(xiàn)鈦能夠很容易的摻雜進入正極體相，La很難進入正極體相，因此他們合成了鈦摻雜、Li4NiLiO8包覆的LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2材料，通過這種Ti和La的雙修飾作用，可提高正極的循環(huán)性能。YAN 等[5]發(fā)現(xiàn)富鋰材料在循環(huán)過程中表面將會不斷丟氧，這種丟氧現(xiàn)象將會從表面不斷的發(fā)展入體相材料內(nèi)部，從而造成了富鋰材料體相結(jié)構(gòu)從層狀向巖鹽相的不斷轉(zhuǎn)變，這個過程和富鋰材料在高壓下陰離子氧化還原反應有關。CHEN等[6]用密度泛函理論和實驗結(jié)果研究了Li6CoO4富鋰材料的全脫鋰過程。發(fā)現(xiàn)Li6CoO4脫鋰具有兩個階段，第一階段為Co2+到Co4+的連續(xù)變價，第二階段為Li2O的分解，其理論容量可達到950 mA?h/g。但當其發(fā)揮320 mA?h/g容量時會產(chǎn)生結(jié)構(gòu)塌陷（形成Li4CoO4），作者認為這源自于材料本身電子和離子電導的巨大差異，導致結(jié)構(gòu)應力增加。LEE等[7]研究了氧化物正極單晶顆粒在充放電中，裂紋出現(xiàn)與氧離子空位之間的關系。結(jié)果表明，充放電過程中，材料內(nèi)本征的氧空位會向特定晶面上發(fā)生擴散和聚集，從而導致結(jié)構(gòu)的崩塌。而且這個過程往往也伴隨著過渡金屬的遷移。這個機制得到了實驗和密度泛函計算兩方面的支持。

1.2 尖晶石正極材料

JEHNICHEN等[8]研究了LiNi0.5Mn1.5O4電池的降解問題。通過電池中正極和負極之間容量差的設置，研究了電池中有效鋰對電池降解速度的影響，結(jié)果顯示，電池降解的主要原因并非是正極中鎳和錳離子的損失，而是電池中有效鋰的損耗。GONG等[9]用原位STEM方法以及理論計算，對單晶LiNi0.5Mn1.5O4從不同帶軸進行了研究，三維可視化了其脫鋰過程，展現(xiàn)了其在脫鋰過程中原子和電子結(jié)構(gòu)的演化。結(jié)果表明，在鋰離子脫出過程中，沿著（100），（110），（111）方向發(fā)生了有序到無序結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變；沿（112）方向發(fā)生了不均勻的結(jié)構(gòu)演化。不均勻的鋰離子脫出會導致過渡金屬離子局域遷移和反相界的形成；位錯會促進過渡金屬離子遷移。此外，理論計算表明更低價態(tài)的陽離子摻雜可以在脫鋰過程中有效地穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。LI 等[10]研究了共沉淀法合成LiNi0.5Mn1.5O4的過程中，Na2CO3的含量對最終合成的LiNi0.5Mn1.5O4性能的影響，結(jié)果表明，在共沉淀過程中加入5%過量的碳酸鈉能夠增加合成的LiNi0.5Mn1.5O4的顆粒尺寸，減少合成過程中出現(xiàn)的雜相并且顯著提高了LiNi0.5Mn1.5O4的電化學性能。ZHAO 等[11]利用MnO2納米棒作為錳源合成了具有納米棒狀形貌的LiNi0.5Mn1.5O4，合成后的LiNi0.5Mn1.5O4具有優(yōu)異的電化學性能，在1 C的倍率下循環(huán)200周容量保持率高達95.7 %，在10 C的倍率下仍具有93.4 mA?h/g的容量。CHIBA 等[12]通過離子交換的方法將P2類型層狀的NaxCo0.5Mn0.5O2轉(zhuǎn)變成了尖晶石結(jié)構(gòu)的O6-LixCo0.5Mn0.5O2。所合成的LiCoMnO4在3～5.2 V的電壓范圍，25℃的溫度下進行循環(huán)時，放電容量大約為105 mA?h/g。

2 負極材料

2.1 硅基負極材料

GALVEZ-ARANDA等[13]通過原子和介觀模型研究了在SEI膜覆蓋的Si納米顆粒嵌鋰過程中產(chǎn)生的裂縫和應力。通過經(jīng)典的分子動力學模擬和介觀模型研究了與化學效應相關的機械應力。發(fā)現(xiàn)表面SEI膜的破裂是容量衰減的主要原因，并且硅顆粒破裂程度受到SEI膜結(jié)構(gòu)的強烈影響。ZHU等[14]提出了一種選擇性預鋰化的Si@SiOx(Si@Li2SiO3)負極材料的制備方法，SiOx包覆在Si顆粒表面。Si @ Li2SiO3具有89.1%的初始庫侖效率、優(yōu)異的倍率性能（30 A/g時有959 mA?h/g的容量），以及容量循環(huán)穩(wěn)定性。表面包覆層可增強電極的穩(wěn)定性，減少不可逆反應，并提供有效的Li+傳輸通道。LEE等[15]發(fā)現(xiàn)硅基體內(nèi)的鈦原子可以充當原子結(jié)合劑的作用，緩減硅脫嵌鋰過程中的體積形變。與純硅薄膜相比，硅鈦薄膜的原位膨脹測定的直接表明在鋰化期間電極厚度變化明顯更小，而且厚度變化是完全可逆的，薄膜開裂受到抑制。此外，拉曼光譜測量表明Si-Ti脫嵌鋰后保持完整。優(yōu)化的Si-Ti薄膜可以在2000 mA/g的電流下循環(huán)300周仍有1000 mA?h/g的穩(wěn)定容量。HAO等[16]通過蝕刻SiSnAl合金前驅(qū)體，用一種簡單工藝制造出了多層大孔Si/Sn復合材料。所制備的Si/Sn復合材料由三維多層大孔Si網(wǎng)絡和多孔隙通道組成，其中Sn納米顆粒均勻分布在多孔硅表面上。與純Si負極相比，這種材料具有更好的循環(huán)穩(wěn)定性和倍率性能。其中Si85Sn15復合材料在200 mA/g倍率下循環(huán)70周后仍具有約1600 mA?h/g的穩(wěn)定容量。當倍率為3000和4000 mA/g時，Si85Sn15仍有800和620 mA?h/g的容量。MISHRA等[17]合成了一種Si @ Ge @ C核殼結(jié)構(gòu)負極材料，這種結(jié)構(gòu)可以穩(wěn)定微/亞微米Si電極，并提供高容量和長壽命。 對于34.2% C、39% Si和26.8% Ge的組合物（質(zhì)量分數(shù)），Si @ Ge @ C電極在2 A/g的電流密度下循環(huán)200周后保持有900 mA?h/g的比容量。OKASHY等[18]研究了多壁碳納米管（MWCNT）對微米硅電化學性能的影響。結(jié)果顯示MWCNT添加量為5%時，電極具有較高的容量和較好的循環(huán)性能，其首周庫容效率高達90%，且后續(xù)循環(huán)的平均庫容效率也高達99.5%，同時以LiNi0.8Co0.15Al0.05O2作為正極進行了全電池驗證。PARIKH等[19]研究PAA和CMC黏結(jié)劑對硅負極SEI的影響。將黏結(jié)劑與LiFSI(雙氟磺酰亞胺鋰)/EMI-FSI(1-甲基-3-己基咪唑類雙氟甲基磺酰亞胺鹽)離子液體耦合作為電解質(zhì)，并利用掃描透射電子顯微鏡能量色散X射線能譜（STEM-EDX）、電子能量損失譜（EELS）和X射線光電子能譜（XPS）研究這兩種黏合劑在硅電極上SEI的演化，結(jié)果顯示PAA黏結(jié)劑可以加速LFSI的分解，形成LiF，同時LFSI進一步分解形成硫酸鹽和硫化物，這些分解產(chǎn)物是硅負極表面SEI的重要成分，使用PAA黏結(jié)劑時容量保持性能更好。MERY等[20]發(fā)現(xiàn)聚異靛藍衍生物可以作為一種硅的新型導電黏合劑，將Si @ C和聚異靛藍衍生物制作成電極，發(fā)現(xiàn)Si @ C納米顆粒均勻地嵌入聚合物結(jié)構(gòu)內(nèi)，這種結(jié)構(gòu)能穩(wěn)定SEI，硅納米顆粒表面SEI在鋰化過程中硅發(fā)生體積變化而不被破壞。在0.2 C的倍率下循環(huán)500周后仍具有約1400 mA?h/g的容量。LI 等[21]研究了FEC作為電解液添加劑對Si負極的保護機理，結(jié)果表明加入FEC后，硅負極表面能夠生成更加致密的富含氟化鋰的SEI，從而阻止Si負極在循環(huán)過程中的粉化。ZHU等[22]合成了一種多孔硅碳納米復合負極，碳均勻分布在Si-O-Si骨架中，這種均勻分散的碳網(wǎng)絡將氧化硅分成許多亞納米結(jié)構(gòu)，使其具有突出的結(jié)構(gòu)完整性和循環(huán)穩(wěn)定性。在5 A/g的倍率下循環(huán)500周后仍具有約350 mA?h/g的穩(wěn)定容量。CAO等[23]通過簡單的球磨方法來合成了硅/石墨復合材料，其中硅合金顆?？梢院芎玫胤稚⒑颓度胧珜又g，這導致振實密度增加和表面積減小。同時該特殊結(jié)構(gòu)可以明顯緩沖硅合金在脫嵌鋰過程中的體積變化。因此表現(xiàn)出優(yōu)異的循環(huán)性和倍率性能，在4 C的倍率下仍有900 mA?h/g的穩(wěn)定容量。DOSE等[24]研究了硅-石墨復合負極循環(huán)過程中容量衰減行為，發(fā)現(xiàn)硅-石墨復合負極材料在循環(huán)中的不可逆容量是漸進的、累積的，與鋰的鋰化能力有關，但與鋰的庫存量無關。當限制其容量時，容量衰減變緩慢，不可逆容量變小。

2.2 金屬鋰等負極材料

ZHANG等[25]通過一種親鋰-疏鋰梯度界面層形成了穩(wěn)定的固體電解質(zhì)（SEI）層，并防止形成苔蘚狀鋰腐蝕層，其中底部親鋰性氧化鋅/碳納米管層錨定在鋰箔上。該梯度界面層能有效抑制枝晶生長，確保超長期穩(wěn)定的鋰沉積/脫出。TAN等[26]通過非原位和原位技術(shù)研究了有機磷酸鹽電解質(zhì)（OPEs）中的鋰電鍍工藝和Li/OPEs界面，揭示了這種不相容性的原因是高阻抗和不均勻的界面。此外，提出了氮化界面方法以改善該問題，并且實現(xiàn)了改善的循環(huán)穩(wěn)定性（300 h）和無枝晶的鋰金屬負極。同時，全電池配以富鎳陰極，如LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2，具有良好的循環(huán)穩(wěn)定性和安全性。BAI等[27]將金屬鋰置于磷酸銅的四氫呋喃溶液中，通過鋰與銅離子的反應，在金屬鋰表面生成了磷酸鋰電解質(zhì)層來進行保護。修飾后的負極能夠?qū)崿F(xiàn)更均勻的鋰沉積/脫出，從而提高對稱電池的循環(huán)壽命并減少界面阻抗。將其與三元配對裝成的電池循環(huán)壽命和倍率性能都有所提升。LEE等[28]用簡單貼合的辦法在金屬鋰表面引入了Li2TiO3保護層來實現(xiàn)金屬鋰電池的應用。保護層能夠阻擋電解液與金屬鋰的直接接觸，從而減少副反應的發(fā)生。而其較高的鋰離子電導又能促進金屬鋰的均勻沉積。與高鎳三元、鎳錳尖晶石等高能量密度正極匹配，可以在高負載的條件下實現(xiàn)很好的循環(huán)性能。LI等[29]通過將聚丙烯酰胺接枝的氧化石墨烯分子涂布到商業(yè)聚丙烯隔膜上，開發(fā)了功能性多孔雙層復合隔膜。對于鋰金屬負極，在高電流密度（2 mA/cm2）下實現(xiàn)了高庫侖效率（98%）、超長期可逆（超過2600 h）且無枝晶均勻的鋰沉積/脫出。PU等[30]基于金屬鋰在不同集流體表面沉積過電位差異，設計了一種沉積過電位梯度漸變的多金屬三維集流體，誘導金屬鋰在遠離隔膜的結(jié)構(gòu)內(nèi)部優(yōu)先沉積，從而實現(xiàn)金屬鋰枝晶生長抑制。DENG等[31]針對使用三維集流體抑制金屬鋰枝晶生長過程中無法降低界面副反應的問題，用混合氧化石墨烯的PEO基聚合物對三維集流體表面進行修飾，抑制電解液與金屬鋰之間的副反應，在面容量10 mA?h/cm2時庫侖效率達到了98.9%。GRIFFITH等[32]報道了兩種鈮和鎢的氧化物Nb16W5O55和Nb18W16O93可以作為快充鋰離子電池的負極。得益于其特殊結(jié)構(gòu)帶來的離子輸運特性，即使是微米顆粒也能實現(xiàn)高倍率脫嵌鋰。且其體積形變較小能夠避免顆粒破碎等問題。加上多電子轉(zhuǎn)移特性，這兩個材料是快充型鋰離子電池的理想負極。SONG等[33]將四胺酞菁銅（CuTAPc）作為基于鋰的雙離子電池負極材料進行了研究，在50 mA/g電流密度下放電容量為236 mA?h/g，并且循環(huán)4000次后仍具有74.3 mA?h/g可逆容量。并且在全有機對稱雙離子電池中可以獲得239 W?h/kg的能量密度和11.5 W/kg的功率密度。HAN等[34]合成了一種氧化錫/石墨烯三維復合負極材料。該復合材料有效緩解了氧化錫鋰化過程中的體積膨脹。因此其表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學性能，在100 mA/g的倍率下仍有2123 mA?h/cm3的穩(wěn)定容量。BHATTACHARYA等[35]合成了一種三維碳納米管和楊桃形c-SnO2的復合結(jié)構(gòu)，c-SnO2被包裹在三維多壁碳納米管網(wǎng)絡中（c-SnO2@ 3D-CNT）。該結(jié)構(gòu)由具有多個凹面的分層楊桃結(jié)構(gòu)緊密堆積而成。因此，分層楊桃結(jié)構(gòu)和三維碳納米管混合結(jié)構(gòu)為SnO2體積膨脹提供了緩沖空間和快速離子/電子傳導路徑。c-SnO2@ 3D-CNT結(jié)構(gòu)在50 mA/g倍率下具有1674.8 mA?h/cm3的體積比容量，在1000 mA/g倍率下具有849.2 mA?h/cm3的體積比容量。JIN等[36]通過ZnCl2作為配位劑合成了一種由納米石墨微晶組成的致密氮摻雜碳材料，N元素以吡咯/吡啶構(gòu)型出現(xiàn)在石墨結(jié)構(gòu)的邊緣，材料顯示出極高的N摻雜量(≈26.56%)。實驗和理論證明，通過在石墨邊緣的N摻雜，尤其是吡咯-N，有利于提升離子擴散動力學和鋰離子吸附存儲能力。材料表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學性能，根據(jù)鋰化后電極的質(zhì)量和體積來計算，比容量高達970 mA?h/g和951 mA?h/cm3。MO等[37]以氧化鎂為催化劑和模板，通過化學氣相沉積法制備了氮摻雜的介孔石墨烯顆粒。材料具有優(yōu)良的電化學穩(wěn)定性以及電子和離子導電性，用作負極時表現(xiàn)出高的可逆容量，以及優(yōu)良的倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性。負載量為1 mg/cm2時，0.2 C和60 C倍率下的容量分別為1138 mA?h/g和400 mA?h/g；同時2 C倍率下500周循環(huán)后的容量保持率超過99%。MAO等[38]對碳負極材料的性能進行了對比研究，選用了6種不同的商業(yè)用碳材料，與LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2（NMC811）正極材料制備成全電池，對全電池進行長周期充放電測試行。從容量曲線可以看出，NMC811正極材料具有很大的不可逆容量，阻抗逐漸增大。但是，6種碳負極材料在結(jié)構(gòu)、表面積、阻抗及SEI等方面的變化明顯不同。長循環(huán)的壽命與穩(wěn)定的碳晶體尺寸相關。在形成過程中表面積小的碳具有高的庫侖效率，有利于長期循環(huán)。QI等[39]通過將LiNO3添加到負極材料中，在負極材料表面原位生成一層包含Li3N和LiNxOy的固態(tài)電解質(zhì)界面層。由于Li3N和LiNxOy具有較高的離子電導率，材料的電化學性能得到了顯著的提升。

3 電解質(zhì)及添加劑

3.1 固態(tài)電解質(zhì)

RIPHAUS等[40]針對目前在固態(tài)電池中廣泛采用的硫化物/聚合物復合固體電解質(zhì)，研究了其在長期擱置以及循環(huán)過程中的穩(wěn)定性，從化學和電化學角度進行了精細的表征和分析研究。以Li10SnP2S12和PEO基聚合物為樣品，發(fā)現(xiàn)混合后有機和無機組分均隨時間發(fā)生衰退，并且在電化學循環(huán)后發(fā)生阻抗的增加，并在界面處觀察到作者認為硫基電解質(zhì)中的與反應后生成部分游離態(tài)的S2-和多硫離子，這部分多硫離子可以溶解進入PEO中，并可能在C-OH和電子共同作用下形成具有氧化性的從而引起PEO的衰退。LI等[41]通過X射線近邊緣吸收光譜、拉曼光譜以及原位電化學阻抗研究了固體電解質(zhì)Li3PS4（LPS）的分解對Li2S電極的影響。結(jié)果表明，LPS的初始鋰化能夠產(chǎn)生可溶性氧化還原活性產(chǎn)物進一步活化硫化鋰顆粒，減小了首充極化。P和多硫化物之間存在一定的鍵合作用，導致了氧化還原活性物質(zhì)的產(chǎn)生，使其在充電過程中更穩(wěn)定存在，進而更充分地活化硫化鋰。CHEN等[42]通過密度泛函計算研究了高結(jié)構(gòu)應力作用對固體電解質(zhì)Li10GeP2S12的穩(wěn)定性和離子遷移速率的影響。計算顯示當Li10GeP2S12晶格結(jié)構(gòu)在c-軸拉伸達到15%時，其禁帶寬度可提升到4.16 eV，對應12%的結(jié)構(gòu)應力。還發(fā)現(xiàn)應力的增加能夠改變Li10GeP2S12的離子傳輸通道，形成新的三維離子傳輸通道。NOMURA等[43]利用相移電子全息技術(shù)和空間分辨電子能量損失譜成功地可視化了Cu電極與固體電解質(zhì)界面形成的空間電荷層（SCL）中的離子和電位分布，這些電子顯微鏡技術(shù)清楚地顯示了鋰離子空間電荷層，在離界面10 nm的距離內(nèi)電勢下降了1.3 V。XU等[44]通過理論模擬研究了以硫銀鍺礦Li6PA5Cl（A代表硫族元素）為電解質(zhì)的全固態(tài)電池的界面問題。研究指出Li6PA5Cl是一種具有化學和結(jié)構(gòu)相容特性的材料，可作為電解質(zhì)和電極表面緩沖包覆層。富氧的硫族化合物Li6PA5Cl由于對正極和鋰金屬都具有良好的穩(wěn)定性，所以可作為緩沖包覆層來抑制界面反應。HANGHOFER等[45]考慮到對于硫銀鍺礦型Li6PS5X（X為Cl、Br、I）系，深入研究離子動力學對理解Li6PS5I較Li6PS5Br和Li6PS5Cl展現(xiàn)出更低的離子傳導率這一現(xiàn)象會有很大幫助，用寬帶阻抗光譜學和Li的核磁共振（NMR）弛豫測量研究了硫銀鍺礦型Li6PS5X（X為Cl、Br、I）中的鋰離子動力學。結(jié)果表明，在這三種化合物中都存在非?？焖俚木钟蜾囯x子傳輸過程；更重要的是，在Li6PS5I中擴散誘導的NMR自旋晶格弛豫與另外兩個化合物幾乎完全相同。在結(jié)構(gòu)有序的Li6PS5I中，重要的籠間跳躍過程被關閉，阻礙了離子參與長程輸運。WU等[46]通過控制合成參數(shù)及相應核-殼微結(jié)構(gòu)的組成，提高了硫化物電解質(zhì)電化學穩(wěn)定窗口。對殼層中高Si含量的Li-Si-P-S硫化物電解質(zhì)，獲得了0.7～3.1 V的穩(wěn)定窗口以及高達5 V的準穩(wěn)定窗口，遠遠大于先前預測的1.7～2.1 V窗口。理論計算結(jié)果還表明，在核殼結(jié)構(gòu)對電解質(zhì)施加恒定體積約束的極限情況下，穩(wěn)定窗口可以進一步被擴大。該工作對設計下一代硫化物固態(tài)電解質(zhì)有所幫助。ADELI等[47]報道了一種富含鹵素的硫銀鍺礦類固體電解質(zhì)Li6-xPS5-xCl1+x，通過結(jié)合電化學阻抗、中子衍射、以及核磁共振進行研究表明，Cl-/S2-比例對鋰離子在晶格中的擴散具有重要的影響，通過單價的Cl-取代二價的S2-，無序位點和鋰空位增多，同時減弱了運動鋰離子同周圍骨架的相互作用，因此可使鋰離子擴散系數(shù)得到提高。冷壓下，固溶體系的極限相Li5.5PS4.5Cl1.5在298 K時的離子電導率為（9.4±0.1）mS/cm [燒 結(jié) 時 為（12.0±0.2）mS/cm]。相同條件下比Li6PS5Cl高四倍，與亞穩(wěn)相超離子導體Li7P3S11相當。PUT等[48]用原子層沉積法（ALD）生長了Li3PO4和LiPON兩種電解質(zhì)，通過對工藝參數(shù)優(yōu)化得到電導率最高的薄膜電解質(zhì)。然后將其與金屬鋰和鈦酸鋰裝成電池，能夠正常循環(huán)。說明70 nm的電解質(zhì)層就足以讓電池正常工作。TANG等[49]用冷凍模板法在PEO中引入具有單一方向的納米片來提高其鋰離子電導率和離子遷移數(shù)。同時，電解質(zhì)的機械穩(wěn)定性和電化學穩(wěn)定性也有所提高。在對稱電池測試中，循環(huán)1300小時以后過電勢依然很小。而與磷酸鐵鋰和金屬鋰裝成的電池則能在35℃得到167 mA?h/g的比容量（0.1 C），且以0.5 C循環(huán)200周后能夠保持82%的容量。FAGLIONI 等[50]通過計算研究了以聚環(huán)氧乙烷和LiTFSI組成的固態(tài)電解質(zhì)與正極材料接觸時的衰減機理，發(fā)現(xiàn)在充電過程中，PEO分子容易失去電子，通過質(zhì)子轉(zhuǎn)移和TFSI分子相結(jié)合形成酸性物質(zhì)和碳正離子，從而導致界面電導率的大大降低。ALDALUR等[51]使用一種可流動的聚合物作為添加劑提高了聚合物固體電解質(zhì)的離子電導率。該種具有側(cè)邊鏈結(jié)構(gòu)的聚合物與磺酸鹽混合后可實現(xiàn)70℃下6.6×10-4S/cm和30℃下1.4×10-4/S cm的電導率，對于原始聚合物電解質(zhì)而言其離子電導率具有顯著提升。此外，這種可流動的聚合物還表現(xiàn)出優(yōu)異的抗還原性和抑制金屬鋰枝晶的作用。

3.2 其它電解液/添加劑

LEE等[52]研究了4-(三甲基硅氧基)-3-戊烯-2-酮（TMSPO）添加劑對高壓正極LiNi0.5Mn1.5O4性能的影響。TMSPO中的硅氧烷基官能團會和電解液中的HF發(fā)生反應，消除HF的含量，抑制對正極的腐蝕，同時會形成4-羥基戊-3烯-2-酮（HPO），HPO和TMSPO均會在正極的表面形成穩(wěn)定的SEI膜，同時TMSPO中C=C雙鍵會發(fā)生自由基聚合，這些反應可以提高電池的庫侖效率和循環(huán)性能。SUN等[53]研究了六亞甲基二異氰酸酯(HDI)和氟代碳酸乙烯酯（FEC）作為添加劑對LiNi0.5Mn1.5O4電池性能的影響。通過熱力學過程HDI會與中間體反應生成酰胺基聚合物，該聚合物膜在高壓下是穩(wěn)定的，該聚合物膜可抑制FEC在高壓下的副反應，同時提高電池的循環(huán)性能和倍率性能。FAN等[54]研究了非易燃氟化物電解質(zhì)對高鎳三元（LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2）和磷酸鈷鋰（LiCoPO4）金屬鋰電池性能的影響。結(jié)果顯示金屬鋰的效率高達99.2%，磷酸鈷鋰的效率為99.81%，高鎳三元的效率為99.93%，且在2 mA?h/cm2的負載量下，磷酸鈷鋰鋰電池1000周循環(huán)后容量保持率高達93%。表面分析和量子化學計算結(jié)果表明氟化電解質(zhì)會在正極的表面形成穩(wěn)定的含氟電解質(zhì)界面。WANG等[55]研究了3-異氰異丙基三乙氧基硅烷(IPTS)作為添加劑對三元(LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2)半電池循環(huán)性能和倍率性能的影響。密度函數(shù)理論計算表明IPTS具有比溶劑更高的HOMO能，可以優(yōu)先發(fā)生分解。X射線光電子能譜、掃描電鏡和透射電鏡的數(shù)據(jù)表明IPTS可以在正極的表面形成致密穩(wěn)定的CEI膜。通過添加0.5% IPTS，電池在2.5～4.5 V（Li/Li+）循環(huán)150周后的容量保持率從55.4%提升至73.1%，且在10 C下仍有120.9 mA?h/g的容量。NGUYEN等[56]研究了LiNO3，F(xiàn)EC和MEC電解質(zhì)添加劑對Si-石墨/ Li電池和Si-石墨/ NMC111電池性能的影響，與Si-石墨/ Li電池的標準電解液相比，向電解質(zhì)中加添加劑得到容量保持率的顯著改善。用含有0.5%（質(zhì)量分數(shù)，下同） LiNO3、5%～10% MEC或10% FEC的電解液循環(huán)的電池具有88%的容量保持率，對照電解液的電池在100周循環(huán)后容量保持率僅為64%。對Si-石墨/ NCM111全電池的研究表明，在含有0.5% LiNO3的電解液中循環(huán)的電池比在含有10% FEC中循環(huán)的電池具有更好的容量保持率，分別為57.9%和44.6%。10% MEC和LiNO3的混合添加劑在100次循環(huán)后進一步提升Si-石墨/ NCM111全電池的容量保持率至79.9%。 JIAO等[57]設計了一種濃縮的雙鹽/醚電解質(zhì)，可以在高壓LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2正極和金屬鋰負極上形成穩(wěn)定的界面層，從而在300次循環(huán)后實現(xiàn)＞ 90%的容量保持率，在500次循環(huán)后實現(xiàn)＞ 80%的容量保持率。ASPERN等[58]設計并合成了兩種氟化環(huán)磷(III)基化合物，并研究了其作為添加劑對石墨/NMC111電池性能的影響，同時使用密度泛函理論（DFT）計算和分子動力學（MD）模擬進行了驗證。通過犧牲分解和聚合反應，正極表面形成穩(wěn)定的CEI膜，使電池的電化學性能得到提升，但含CF3官能團的添加劑會使正極阻抗增大和CEI膜增厚，導致循環(huán)性能下降。TESEMMA等[59]研究了對稱（雙氟代）和非對稱（單氟代）馬來酰亞胺作為添加劑對鋰離子電池性能的影響。結(jié)果顯示對稱的氟代雙馬來酰亞胺可以有效抑制雙馬來酰亞胺中—C=C—在石墨負極的還原，同時通過高強度的偶極矩作用與EC反應。電池性能表明，對稱氟代雙馬來酰亞胺的加入，可使負極半電池和2 C倍率下全電池的容量分別增加7%和164%。該添加劑不僅抑制了固體電解質(zhì)界面中不必要成分的形成，同時可提高固體電解質(zhì)界面、正極界面和雙電極表面電化學反應的離子擴散速率和可逆性。KRANZ等[60]研究了LiBOB對二維非晶碳電極與電解液間界面處SEIs生長的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著LiBOB含量的增加，Li離子和氧化還原分子的輸運變慢。但如同在無LiBOB電解液中觀察到的一樣，Li離子和二茂鐵分子在SEIs中的有效擴散系數(shù)幾乎相同且在伏安SEI形成之后表現(xiàn)出相同的時間演化。該工作表明，Li離子與分子都是通過SEI孔洞中的液態(tài)電解質(zhì)相傳輸?shù)?。MIYAZAKI等[61]研究了順式和反式-2,3-丁烯碳酸酯（c/t-BC）電解質(zhì)對電池中SEI膜生成的影響?；趖-BC的電解質(zhì)能夠?qū)崿F(xiàn)石墨負極的可逆反應（如在碳酸亞乙酯（EC）中），而基于c-BC的電解質(zhì)導致石墨的剝落[如在碳酸亞丙酯（PC）中]。為了理解t-BC和c-BC的不同電化學行為的微觀起源，應用Red Moon模擬來闡明了SEI膜的形成過程。結(jié)果表明，在基于c-BC的電解質(zhì)中形成的SEI膜含有較少的二聚產(chǎn)物，因此比較穩(wěn)定。KIM等[62]分別計算了含有CO3、SO4、SO3、SO2、PC3、PO3和OPO3基團的電解液添加劑對Ni2+的親和性和穩(wěn)定性，結(jié)果表明含有SO2和OPO3的分子基團能夠較好地穩(wěn)定Ni2+，因此未來可以用于穩(wěn)定高鎳正極材料表面。ZHENG等[63]利用氟化乙醚基的HFE作為電解液添加劑極大的增加了電解液對隔膜的浸潤性，浸潤性的提高有利于減少電池在循環(huán)過程中的極化，從而提高電池性能。JIANG等[64]設計了一種具有自冷和阻燃雙重安全保護機制的復合電解質(zhì)。以N,N-二甲基乙酰胺（DMAC）為路易斯堿，提高電池熱穩(wěn)定性，以具有自冷功能的全氟-2-甲基-3-戊酮（PFMP）作為內(nèi)部微滅火器。同時引入可改善界面相容性的氟碳表面活性劑（FS），提高電解質(zhì)兼容性。GUO等[65]通過在氫鍵超分子聚合物（離子液體）共聚網(wǎng)絡中加離子液體和鋰鹽，制備出可恢復、高導電性、柔性且不可燃的離子凝膠電解質(zhì)，離子電導率高達10-3S/cm，與傳統(tǒng)的液體電解質(zhì)相當。在Li/LiFePO4電池體系中獲得優(yōu)越的電化學性能，0.2 C循環(huán)120周后容量保持在147.5 mA?h/g，庫侖效率為99.7%。同時指出，由于各組分間的超分子相互作用具有可逆性，離子凝膠電解質(zhì)可使外部或內(nèi)部受損的電池恢復性能。ZENG等[66]研究了非易燃的磷酸酯基電解質(zhì)對鋰離子電池性能的影響，通過調(diào)節(jié)鋰鹽與溶劑的摩爾比來提高非易燃磷酸脂基電解質(zhì)的穩(wěn)定性。在高Li鹽溶劑摩爾比（約1∶2）下，磷酸脂基溶劑分子大多與Li+配位，可以有效提高與石墨的兼容性問題。結(jié)果表明，該電解液循環(huán)庫侖效可高達99.7%，且穩(wěn)定好。此外該磷酸酯基電解質(zhì)與鋰負極也具有很好的兼容性，在鋰銅半電池中，可以有效抑制鋰枝晶的生長，且具有高達99%的庫容效率。LIU等[67]提出含多種添加劑的功能電解液，使鋰離子電池能在-40～60 ℃的寬溫度范圍下工作，且具有較好的電化學性能，在-40 ℃下的放電性能得到較大的提高，在25 ℃和1 C的倍率下，1 A?h的軟包電池循環(huán)1000周后仍有85%的容量保持率，且60 ℃下的循環(huán)穩(wěn)定性也得到了提高，這是由于多種添加劑可發(fā)生協(xié)同作用，在正負極表面形成了高導電、均勻且穩(wěn)定的固體電解質(zhì)層。LIU等[68]通過（3-氨基丙基）三乙氧基硅烷（APTES）改性的玻璃纖維填料與常規(guī)液體電解質(zhì)相結(jié)合制備了具有剪切增稠性的抗沖擊電解質(zhì)，并用高速攝像機記錄了該剪切增稠電解質(zhì)在外力作用下的瞬態(tài)行為，結(jié)果顯示在大剪切力作用下電解質(zhì)黏度會瞬間增加。同時經(jīng)電化學性能測試表明，該耐沖擊電解質(zhì)與LTO和LFP電極材料具有良好的相容性。

4 電池技術(shù)

4.1 固態(tài)電池

KATO等[69]研究了以非晶態(tài)硫化物為固體電解的鋰金屬全固態(tài)電池的高溫性能。研究指出，以Li3PS4為電解質(zhì)的鋰對稱電池在100 ℃時表現(xiàn)出比25 ℃時更好的鋰溶解沉積性能。此外，用Au修飾Li/Li3PS4界面后對稱電池的循環(huán)穩(wěn)定性得到了提高，在1.3 mA/cm2的大電流和6.5 mA?h/cm2的高面容量下穩(wěn)定運行，不發(fā)生短路。全固態(tài)電池Li/Au/Li3PS4/LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2在2.4 mA/cm2下和100 ℃溫度的循環(huán)壽命超過200 周。YAN等[70]使用CS2與金屬鋰反應制備了納米級Li2S/C復合正極材料，使用該正極材料和Li3P3S11制備的全固態(tài)Li-S電池在7 mg/cm2負載量下，正極容量發(fā)揮率達到91%。負載量為1.75 mg/cm2時，在2 mA/cm2電流密度下實現(xiàn)644 mA?h/g的比容量，并穩(wěn)定循環(huán)700周。LI等[71]通過理論和實驗研究了Li-SeSx全固態(tài)電池的性能。研究指出，相對于S單質(zhì)，SeSx具有更高的電子和離子電導率，提高了電池的性能。制備的的SeSx-Li3PS4（x= 3、2、1和0.33）復合材料的界面離子電導率均達到10-6S/cm。全固態(tài)電池SeS2/Li10GeP2S12-Li3PS4/Li獲得優(yōu)越的電化學性能，在50 mA/g時的容量超過1100 mA?h/g（理論容量的98.5%），并在100周循環(huán)內(nèi)保持良好的穩(wěn)定。此外，全固態(tài)電池在12.6 mA?h/cm2的高負載量下實現(xiàn)良好的性能。MATSUDA等[72]通通過一種新的液相法（SEED）在正極活性材料LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2（NMC）上直接制備了Li7P2S8I（LPSI）電解質(zhì)，所制備的LPSI具有2.5×10-4S/cm的高離子電導率。同時，相對于電解質(zhì)同正極材料直接混合的方法，SEED方法制備的全固態(tài)電池90NCM?10LPSI/Li3PS4/In-Li]表現(xiàn)出更好的電化學性能。NAKAMURA等[73]研究了固態(tài)電池中正極材料、包覆層和電解質(zhì)之間的電勢分布問題。研究指出，包覆層電子電導和固態(tài)電解質(zhì)電子電導之間的相對大小會顯著影響電解質(zhì)是否會被氧化或者還原。即：應該盡量選擇電子電導弱于電解質(zhì)的包覆層，從而使得電極材料與電解質(zhì)之間的電勢過渡更加尖銳，防止電解質(zhì)被氧化或者還原。ZHOU等[74]通過使用高離子電導率的熱響應固體聚合物電解質(zhì)（TSPE）設計了一種新的高安全性全固態(tài)金屬鋰電池（LMB），通過有效抑制超出安全溫度后電極之間的離子傳導來實現(xiàn)LMB的熱誘導自主關閉。獲得的TSPE具有高離子電導率（在30 ℃時為2×10-4S/cm），并在高達5 C時具有出色的電化學性能。對于全固態(tài)Li/LiFePO4電池，實現(xiàn)了超過400周的長循環(huán)壽命。

4.2 鋰硫及其他電池技術(shù)

CHEN等[75]研究了幾種不同氧化還原介質(zhì)對過氧化鋰氧化反應動力學的影響。結(jié)果表明，該反應不是簡單的球外電子轉(zhuǎn)移，介質(zhì)分子的空間結(jié)構(gòu)同樣起著重要作用。根據(jù)所描述的多孔電極模型，最快反應介質(zhì)可以維持高達1.9 A/cm2的充電電流。SU等[76]研究了不同氫氟醚有機結(jié)構(gòu)與Li-S電池電化學性能之間的定量關系，同時研究了不同氫氟醚結(jié)構(gòu)特性與多硫化物穿梭效應之間的線性自由能關系。這些發(fā)現(xiàn)不僅為鋰硫電池中多硫化物穿梭效應的力學研究提供了有價值的見解，而且為不同電池系統(tǒng)選擇最合適的氫氟醚電解質(zhì)共溶劑提供了方向。BENíTEZ等[77]用N摻雜的石墨烯納米片做支架并同硫結(jié)合制備了復合正極材料，其表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學性能，在2 C倍率下循環(huán)200周后仍有1000 mA?h/g的可逆容量。這說明這種簡單而有效的結(jié)合方案，可以改善Li-S電池的性能。CHU等[78]利用含有高電子施主陰離子基團的鋰鹽改善了在高負載Li-S電池中硫正極的利用率，認為可以增加正極Li2S在電解液中的溶解，并抑制金屬鋰負極界面的鈍化，實現(xiàn)正極4 mA?h/cm2負載量下92%的容量利用率。LI等[79]通過二茂鐵和硫的聚合反應合成了無定形FeSx/C（a-FeSx/C，x=2、4、6），并將其作為鋰硫電池的正極進行了研究。研究指出，在充放電過程中生成LiyFeSx代替了傳統(tǒng)鋰硫電池中的Li2Sx，因此很好地穩(wěn)定了硫正極，在碳酸脂類和不含硝酸鋰的醚類電解液中都表現(xiàn)出良好的電化學性能。YANG等[80]提出通過一種非晶態(tài)硫化鈷催化劑（CoS3），可以降低Li2S2的解離能，促進鋰硫電池中Li2S2到Li2S的電化學轉(zhuǎn)化。作者指出，CoS3催化劑對提高硫的利用率起著至關重要的作用，尤其在高負載硫正極中（3～10 mg/cm2）。相對于不含CoS3的硫電極，含有CoS3催化劑時，放電產(chǎn)物中Li2S/Li2S2的比值從1/1.63增加到5.60/1，硫的利用率提高了20% （335 mA?h/g）。ABRAHAM等[81]通過對LiI/LiI(HPN)2固體電解質(zhì)進行充電自生成了可充電LiI/I2全固態(tài)電池。首周充電后，電池阻抗顯著降低，同時電池展現(xiàn)出電化學可逆性。GRISSA 等[82]發(fā)現(xiàn)在140 ℃下制備磷酸鐵鋰電極時，PVDF會和磷酸鐵鋰發(fā)生氧化還原反應導致磷酸鐵鋰脫鋰同時產(chǎn)生氟化鋰。這種現(xiàn)象將會導致電池的初始容量降低，盡管在后期循環(huán)過程中容量能夠得到恢復，但是長循環(huán)過程后電極表面會有大量LiF產(chǎn)生，從而導致極化增大，電極長循環(huán)壽命下降。

5 電池表征、電池模型和測量技術(shù)

NIE等[83]使用中子成像的技術(shù)原位觀察了Li4Ti5O12（LTO）/ LiCoO2（LCO）扣式全電池在放電過程中鋰離子的轉(zhuǎn)移過程。所使用的正負極材料均為較厚的燒結(jié)塊體材料，組裝成扣式電池，從側(cè)面對扣式電池進行中子輻照。在放電過程中對電池進行中子成像，對比中子密度的變化，可以很直觀地得到LTO和LCO在放電過程中中子透射度的變化，反映出Li+在LTO的脫出過程和在LCO的嵌入過程。由于中子具有穿透性，使得對整個扣式電池的原位觀察成為可能，這對于鋰離子電池原位實驗是一個非常有意義的測試手段。DAEMI等[84]利用X射線納米-計算機斷層掃描（Nano-CT），首次在對電極材料施以單軸壓力模擬的軋光過程中實現(xiàn)原位三維成像。由此技術(shù)成功追蹤了在壓力下電極應變的演化；另外進一步應用該技術(shù)可以使我們對電極顆粒內(nèi)部裂紋萌生和傳播機制有更深入的理解。SULAS等[85]利用鎖相式熱成像技術(shù)對以β-Li3PS4為固態(tài)電解質(zhì)的全固態(tài)電池進行了熱成像分析，得到與電池故障相關的點狀熱信號。根據(jù)與其他測試技術(shù)的結(jié)合，認為故障點處的熱量主要歸因于流經(jīng)枝晶處的電阻電流。另外，為幫助鎖相式熱成像更廣泛地應用于新興電池材料，該工作還討論了優(yōu)化該技術(shù)必要的幾個參數(shù)。YU等[86]采用基于同步加速器的X射線成像方法來觀察鋰沉積/脫出過程，研究了關鍵的電池工作參數(shù)（如鋰鹽濃度、電流密度、各種電解液和添加劑等）對鋰沉積/脫出的影響，并研究了這些條件對金屬鋰負極形態(tài)的影響。KOBAYASHI等[87]用一塊磷酸鐵鋰單晶研究了脫鋰態(tài)和嵌鋰態(tài)時兩相界面在充放電過程中的變化。借助高分辨電鏡中的衍射和能譜模塊，能夠看到脫嵌鋰過程中材料界面處的結(jié)構(gòu)演變。MULLALIU等[88]用X射線衍射和近邊吸收譜詳細研究了CuNP在脫嵌鋰過程中的電荷補償和結(jié)構(gòu)演化。通過實驗和密度泛函計算結(jié)果的相互印證，發(fā)現(xiàn)該材料中的NO+配體也有參與電荷補償。這為過渡金屬和氧參與氧化還原之外提供了一種新的電荷補償機制。MATSUDA等[89]對鈷酸鋰和金屬鋰為電極、磷酸鋰為電解質(zhì)的薄膜電池中在正極一側(cè)進行了原位拉曼測試。鈷酸鋰相變所對應的峰位變化被觀察到。但是從兩個不同方向進行觀察，這種變化存在先后性，主要原因可能是正極的結(jié)構(gòu)變化和鋰離子輸運需要時間。BERCKMANS等[90]研究了由硅合金/石墨混合負極和富含鎳的鋰鎳錳鈷氧化物（NMC）正極所組成的1.4 A?h軟包電池中外部壓力對電化學性能的影響。通過外部壓力可以使電池的容量增加19%，同時降低電池50%的放電阻抗。在靜態(tài)實驗中觀察到了30 N的壓力變化，而在混合脈沖功率特性實驗中則沒有壓力的變化，故可通過壓力來計量SOC，同時實驗結(jié)果還表明初始壓力對電池的性能和壽命沒有影響。

6 理論計算、界面反應及其他

BHARATHRAJ等[91]提出了一種簡單且化學獨立的數(shù)學分析方法，可準確地量化與鋰離子電池退化相關的電阻和容量損失特性。在電池的任意退化狀態(tài)下獲得的放電曲線可以用一個分析函數(shù)來表示，該函數(shù)的原點位于電池動力學的核心，可使用簡單的參數(shù)進行擬合，模型參數(shù)與電池的電化學勢、電阻和容量有關。此外，還構(gòu)建了一個歸一化的能量-功率相空間圖，該圖可簡潔地表示系統(tǒng)退化狀態(tài)以及可用能量和功率的定量和定性趨勢。KONDO等[92]研究使用了兩個常用的方程來表達NCA基三元正極材料的電導率。綜合考察了該正極的電導率，并用實驗結(jié)果驗證了兩個方程。結(jié)果表明：①電極密度和炭黑的質(zhì)量比對導電性能的影響不同；②導電性能受導電碳和活性物質(zhì)體積分數(shù)的影響。這種偏離經(jīng)典滲流理論的現(xiàn)象是由于活性物質(zhì)的電子導電性引起的。同時經(jīng)推導了提出了一個NCA基正極電極導電性的的經(jīng)驗方程。LI等[93]結(jié)合密度泛函理論（DFT）和緊束縛（DFTB）計算，開發(fā)了一個新的模型來預測Li/Li2CO3/EC電解質(zhì)界面鋰化/脫鋰電荷轉(zhuǎn)移反應的能量，表明SEI是防止金屬鋰完全溶劑化到電解質(zhì)中的必要動力學屏障。YAN等[94]通過理論和實驗證明SEI的界面化學與鋰負極表面吸附雙電層相關，并將痕量的硝酸鋰（LiNO3）和氟化銅（CuF2）添加到電解質(zhì)中，在鋰負極表面構(gòu)建穩(wěn)定的雙電層結(jié)構(gòu)。改進的鋰負極可以在500次循環(huán)中實現(xiàn)99.5%的平均庫侖效率。ARRIAZU等[95]用分子動力學方法研究了石墨在脫嵌鋰過程中的階現(xiàn)象。有兩種模型，其中一種是嵌鋰層全部占據(jù)而空層完全沒有鋰（RH），另一種是所有層都有鋰且都未占滿并呈周期性排列（DH）。研究發(fā)現(xiàn)，DH模型可能會在熱力學亞穩(wěn)態(tài)且動力學受限的時候出現(xiàn)。INTAN等[96]基于密度泛函理論，結(jié)合靜態(tài)和從頭計算分子動力學自由能研究了過渡金屬（TM）從LiNi0.5Mn1.5O4溶解到電解液中的機理和動力學。該計算方法可消除各種因素對TM溶解速率的影響，例如表面質(zhì)子和氧空位的存在，以及TMs和電解質(zhì)種類的性質(zhì)。還揭示了電解液種類的吸附強度與TM溶出屏障之間的線性關系，這有助于設計不容易被TM溶出的電極/電解質(zhì)界面。HAO等[97]建立了一個多層膜物理-電化學模型，研究了金屬鋰沉積對固體電解質(zhì)和正極結(jié)構(gòu)破壞，以及多孔負極結(jié)構(gòu)抑制固態(tài)電池內(nèi)部應力的可能性，該方法可應用于固態(tài)電池結(jié)構(gòu)設計。KAZEMI等[98]基于鈷酸鋰基薄膜電池建立了一維電化學模型用于仿真電壓容量曲線，為更精準模擬實際情況，采用擴散函數(shù)代替擴散系數(shù)常數(shù)進行計算，該模型在計算電池倍率容量和正極層厚度設計方面具有優(yōu)勢。TRAN等[99]開發(fā)了一種使用低共熔溶劑回收鋰離子電池（LIB）的方法，從各種化學物質(zhì)中提取有價值的金屬。對于從鈷酸鋰中提取金屬，鈷和鋰的浸出效率均達到90%以上。還發(fā)現(xiàn)其他電池組件，例如鋁箔和聚偏二氟乙烯黏合劑，可以單獨回收。LEPAGE等[100]提出了一種使用導電聚合物修飾傳統(tǒng)鋁集流體的方法，顯著降低接觸電阻并改善電池性能。將作為氧化劑的對甲苯磺酸鐵（Ⅲ）霧化到鋁集流體上，然后通過化學氣相沉積（CVD）聚合3,4-亞乙二氧基噻吩（EDOT）。組裝了C-LiFePO4（C-LFP）和鋰作為活性材料的紐扣電池，并進行電化學測試。在15 C放電速率下，與標準C-LFP-Al電極相比，新型復合C-LFP-PEDOT-Al電極的放電容量提高了約30%。