锂/钠离子电池材料的固体核磁共振研究进展

doi:10.13208/j.electrochem.151246

电化学（中英文） ›› 2016, Vol. 22 ›› Issue (3): 231-243. doi: 10.13208/j.electrochem.151246

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锂/钠离子电池材料的固体核磁共振研究进展

钟贵明¹，刘子庚^1,2，王大为^1,3，李琦¹，傅日强⁴，杨勇^1*

1.厦门大学固体表面物理化学国家重点实验室，能源材料化学协同创新中心，化学与化工学院化学系，厦门361005；2. 剑桥大学化学系，英国剑桥 CB21EW；3. 布鲁克海文国家实验室可持续技术部，美国纽约 11973；4. 美国国家高磁场实验室，美国塔拉哈西 32310

收稿日期:2016-01-13 修回日期:2016-02-19 出版日期:2016-06-28 发布日期:2016-04-11
通讯作者: 杨勇 E-mail:yyang@xmu. edu. cn
基金资助:
国家自然科学基金重点项目（21233004）、国家自然科学基金项目（ 21473148）和海外及港澳学者合作研究基金（21428303）资助

Recent Progress in Solid-state NMR Study of Electrode/electrolyte Materials for Lithium/sodium Ion Batteries

ZHONG Gui-ming¹, LIU Zi-geng ^1,2, WANG Da-wei ^1,3, LI Qi¹, FU Ri-qiang⁴, Yang Yong ^1*

1 State Key Laboratory of Physical Chemistry of Solid Surfaces, Department of Chemistry,College of Chemistry and Chemical Engineering, Xiamen University, Xiamen 361005, Fujian, China；2 Department of Chemistry，University of Cambridge, Lensfield Road, Cambridge, CB2 1EW, UK；3 Sustainable technologies department, Brookhaven National Laboratory, Upton, New York, 11973, US ；4 National High Magnetic Field Laboratory, 1800 E. Paul Dirac Drive, Tallahassee, FL 32310, USA

Received:2016-01-13 Revised:2016-02-19 Published:2016-06-28 Online:2016-04-11
Contact: Yang Yong E-mail:yyang@xmu. edu. cn

摘要/Abstract

摘要：

固体核磁共振技术是一种定量分析固体材料结构与组成的强有力手段，结合固体核磁共振和常规x-射线衍射(XRD)、 x-射线吸收谱(XAS)等表征方法可对锂/钠离子电池材料在电化学反应中的结构演化过程进行全面的分析. 例如通过固体核磁共振研究, 可获得不同合成与修饰条件下, 锂/钠离子电池电极和电解质材料体相以及电极/电解质界面层的化学组成、局域结构和离子扩散动力学等信息，为高性能电池材料的设计和研发提供重要的基础数据. 本文结合本课题组的研究工作，综述了近三年来国内外固体核磁共振技术在锂/钠离子电池电极、电解质材料以及固体电解质界面膜（SEI）研究中的应用和进展.

关键词: 固体核磁共振, 局域结构, 锂离子电池, 钠离子电池, 构效关系

Abstract:

Solid state NMR technique is a powerful tool for characterizing the local structure and compositions of solid materials quantitatively. A comprehensive understanding of the structure evolution during the electrochemical reactions of the materials for lithium/sodium ion batteries will be obtained with the combination of solid state NMR, XRD, and XAS methods. Through analyzing solid state NMR spectra, we can obtain the compositions, local structures and ion diffusion dynamics of electrodes, electrolytes and surface layers for lithium/sodium ion batteries, providing an important theoretical support for the design and development of high-performance materials for batteries. In this paper, we review the recent advances in the application of solid state NMR techniques in studies of electrodes, electrolyte materials and solid-electrolyte interface (SEI layer) for lithium/sodium ion batteries over the past 3 years, in combination with research results from our group.

Key words: Solid state NMR, Local structure, Lithium ion batteries, Sodium ion batteries, Structure-function relationship

中图分类号:

O646

钟贵明，刘子庚，王大为，李琦，傅日强，杨勇. 锂/钠离子电池材料的固体核磁共振研究进展[J]. 电化学（中英文）, 2016, 22(3): 231-243.

ZHONG Gui-ming, LIU Zi-geng, WANG Da-wei, LI Qi, FU Ri-qiang, Yang Yong. Recent Progress in Solid-state NMR Study of Electrode/electrolyte Materials for Lithium/sodium Ion Batteries[J]. Journal of Electrochemistry, 2016, 22(3): 231-243.

[1]	陈思, 郑淞生, 郑雷铭, 张叶涵, 王兆林. 水热法制备锂电池Si@C负极材料的工艺优化研究[J]. 电化学（中英文）, 2022, 28(8): 2112221-.
[2]	王京玥, 王睿, 王诗琦, 王立帆, 詹纯. 一步固相法合成锂离子电池高镍层状正极材料[J]. 电化学（中英文）, 2022, 28(8): 2112131-.
[3]	谯渭川, 李芳儒, 肖瑾林, 屈丽娟, 赵晓, 张梦, 庞春雷, 李子坤, 任建国, 贺雪琴. 硅氧材料的膨胀性能研究和改善[J]. 电化学（中英文）, 2022, 28(5): 2108121-.
[4]	王加义, 郭胜楠, 王新, 谷林, 苏东. 锂离子电池高镍层状氧化物正极结构失效机制[J]. 电化学（中英文）, 2022, 28(2): 2108431-.
[5]	郭瑞琪, 吴锋, 王欣然, 白莹, 吴川. 多电子反应材料推动高能量密度电池发展：材料与体系创新[J]. 电化学（中英文）, 2022, 28(12): 2219011-.
[6]	朱振威, 邱景义, 王莉, 曹高萍, 何向明, 王京, 张浩. 人工智能在锂离子电池研发中的应用[J]. 电化学（中英文）, 2022, 28(12): 2219003-.
[7]	侯廷政, 陈翔, 蒋璐, 唐城. 当前和下一代锂离子电池电解液的原子尺度微观认识和研究进展[J]. 电化学（中英文）, 2022, 28(11): 2219007-.
[8]	李丹丹, 纪翔宇, 陈明, 杨燕茹, 王晓东, 冯光. 低聚离子液体的体相与界面及其电化学储能应用[J]. 电化学（中英文）, 2022, 28(11): 2219002-.
[9]	兰道云, 屈小峰, 唐宇婷, 刘丽英, 刘军. 3.9 V电化学稳定窗口的乙酸盐电解液用于低成本高性能的水系钠离子电池[J]. 电化学（中英文）, 2022, 28(1): 2102231-.
[10]	骆晨旭, 师晨光, 余志远, 黄令, 孙世刚. 富锂锰基层状正极材料的合成及其首周过充下的结构演化[J]. 电化学（中英文）, 2022, 28(1): 2006131-.
[11]	蔡雪凡, 孙升. 多孔电极电池的循环伏安法模拟[J]. 电化学（中英文）, 2021, 27(6): 646-657.
[12]	李姝谨, 曹志康, 王文凯, 张晓菡, 向兴德. 硫酸盐功能电解液增强水系钠离子电池NaTi₂(PO₄)₃/C负极材料电化学性能的研究[J]. 电化学（中英文）, 2021, 27(6): 605-613.
[13]	李丽娟, 朱振东, 代娟, 王蓉蓉, 彭文. 锂离子电池正极材料Li[Ni_xCo_yMn_z]O₂ (x = 0.6, 0.85)相变对比[J]. 电化学（中英文）, 2021, 27(4): 405-412.
[14]	彭依, 张伟, 左防震, 吕浩莹, 洪凯骏. 二硒化钼纳米球储锂和储镁的性能和机理研究[J]. 电化学（中英文）, 2021, 27(4): 456-464.
[15]	周莉, 吴勰, 薛照明. 热塑性聚氨酯基聚合物电解质的制备与表征[J]. 电化学（中英文）, 2021, 27(4): 439-448.

锂/钠离子电池材料的固体核磁共振研究进展

Recent Progress in Solid-state NMR Study of Electrode/electrolyte Materials for Lithium/sodium Ion Batteries

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