Challenges for Rechargeable Li Batteries

电解质 阳极 电池(电) 阴极 轨道能级差 氧化还原 碳纤维 过渡金属 电极 化学 材料科学 纳米技术 电化学 化学工程 有机自由基电池 无机化学 分子 物理化学 有机化学 功率(物理) 复合材料 催化作用 量子力学 工程类 物理 复合数
作者
John B. Goodenough,Youngsik Kim
出处
期刊:Chemistry of Materials [American Chemical Society]
卷期号:22 (3): 587-603 被引量:9853
标识
DOI:10.1021/cm901452z
摘要

The challenges for further development of Li rechargeable batteries for electric vehicles are reviewed. Most important is safety, which requires development of a nonflammable electrolyte with either a larger window between its lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) and highest occupied molecular orbital (HOMO) or a constituent (or additive) that can develop rapidly a solid/electrolyte-interface (SEI) layer to prevent plating of Li on a carbon anode during a fast charge of the battery. A high Li+-ion conductivity (σLi > 10−4 S/cm) in the electrolyte and across the electrode/electrolyte interface is needed for a power battery. Important also is an increase in the density of the stored energy, which is the product of the voltage and capacity of reversible Li insertion/extraction into/from the electrodes. It will be difficult to design a better anode than carbon, but carbon requires formation of an SEI layer, which involves an irreversible capacity loss. The design of a cathode composed of environmentally benign, low-cost materials that has its electrochemical potential μC well-matched to the HOMO of the electrolyte and allows access to two Li atoms per transition-metal cation would increase the energy density, but it is a daunting challenge. Two redox couples can be accessed where the cation redox couples are "pinned" at the top of the O 2p bands, but to take advantage of this possibility, it must be realized in a framework structure that can accept more than one Li atom per transition-metal cation. Moreover, such a situation represents an intrinsic voltage limit of the cathode, and matching this limit to the HOMO of the electrolyte requires the ability to tune the intrinsic voltage limit. Finally, the chemical compatibility in the battery must allow a long service life.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
wss123456发布了新的文献求助10
1秒前
4秒前
6秒前
大模型应助wss123456采纳,获得10
9秒前
9秒前
dududu发布了新的文献求助10
10秒前
15秒前
mmmmmMM完成签到,获得积分10
16秒前
Jasper应助伯赏夏彤采纳,获得10
17秒前
孤独的小玉完成签到,获得积分20
18秒前
21秒前
宋芝璇完成签到 ,获得积分10
25秒前
科研通AI5应助Hey采纳,获得10
26秒前
31秒前
xiao完成签到,获得积分20
34秒前
王博士完成签到,获得积分10
35秒前
36秒前
38秒前
科研通AI5应助小飞飞2180采纳,获得10
39秒前
完美世界应助爱听歌笑寒采纳,获得10
42秒前
chd完成签到 ,获得积分10
44秒前
46秒前
46秒前
xj完成签到,获得积分10
46秒前
科目三应助zz321采纳,获得10
50秒前
2463841186完成签到,获得积分10
50秒前
50秒前
ding应助逃亡的小狗采纳,获得10
52秒前
55秒前
自信的丸子完成签到,获得积分10
57秒前
15327432191完成签到 ,获得积分10
59秒前
小飞飞2180发布了新的文献求助10
1分钟前
优秀的白卉完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
顺心牛排发布了新的文献求助10
1分钟前
赘婿应助柠檬百香果采纳,获得10
1分钟前
He完成签到 ,获得积分10
1分钟前
情怀应助长情的昊焱采纳,获得10
1分钟前
简单刺猬发布了新的文献求助10
1分钟前
高分求助中
【此为提示信息,请勿应助】请按要求发布求助,避免被关 20000
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 2000
Encyclopedia of Geology (2nd Edition) 2000
105th Edition CRC Handbook of Chemistry and Physics 1600
Maneuvering of a Damaged Navy Combatant 650
Периодизация спортивной тренировки. Общая теория и её практическое применение 310
Mixing the elements of mass customisation 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3778595
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3324214
关于积分的说明 10217326
捐赠科研通 3039397
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1668059
邀请新用户注册赠送积分活动 798482
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 758385