华科郭新EnSM: 不可燃准固态电解质助力4.5 V高压NCM811电池! 2023年10月15日 上午10:50 • 未全平台发布, 顶刊 • 阅读 9 用于锂金属电池(LMB)的准固态电解质综合了液态和固态电解质的优点,包括提高的离子电导率和电极界面润湿性等。然而,准固体电解质通常表现出有限的氧化稳定性,高压下正极易被氧化分解,导致CEI生长、体相和表面相变、正极开裂和过渡金属(TM)溶解等,显著破坏正极界面并降低循环寿命。 为此,华中科技大学郭新教授等人在阻燃磷酸三乙酯(TEP)溶剂的辅助下,基于聚合物醋酸乙烯酯(PVAC)的柔性链和三甘醇二丙烯酸酯(TEGDA)的刚性骨架共聚制备了一种不易燃的准固体电解质。TEGDA的刚性为准固体电解质提供了基本的物理支撑和优异的机械性能,而PVAC的柔韧性则带来了高离子电导率和良好的界面相容性。 因此,该电解质同时具有高离子电导率(1.02 mS/cm)、高锂离子迁移数(0.65)、较宽的电化学窗口(5.2 V)等优势及刚柔并济的机械性能。此外,该电解质还可以捕获具有极性分子相互作用的磷酸盐溶剂,从而削弱Li+-溶剂相互作用同时促进Li+-阴离子相互作用,在两个电极上产生更多的阴离子衍生SEI/CEI保护层。 图1. 准固体电解质的物理化学性质 因此,该准固态电解质不仅可以抑制界面副反应、正极材料的不可逆相变、应力腐蚀开裂和TM离子在正极侧的溶解,还可以实现高度可逆的锂金属沉积与剥离,从而降低负极的粉化程度。 电化学测试表明,使用该准固态电解质可将高镍正极NCM811的充电截止电压从4.3V提高到4.5V,且实现了高达224.7 mAh/g的超高可逆比容量。同时,准固态电池可实现超长的循环寿命和良好的安全运行,平均库仑效率>99.6%,500次循环后容量保持率约为81.2%。这项研究强调了电极-电解质相互作用的关键作用,并概括了未来发展高能量密度LMB的有希望的电解质方法。 图2. NCM811||Li准固态电池在室温下的电化学性能 Nonflammable Quasi-Solid Electrolyte for Energy-Dense and Long-Cycling Lithium Metal Batteries with High-Voltage Ni-Rich Layered Cathodes, Energy Storage Materials 2022. DOI: 10.1016/j.ensm.2022.02.045 原创文章,作者:v-suan,如若转载,请注明来源华算科技,注明出处:https://www.v-suan.com/index.php/2023/10/15/20a56f4e9b/ 电池 赞 (0) 0 0 生成海报 相关推荐 郭洪团队AM:调节锂离子的局部配位环境,实现6000小时锂负极运行 2023年10月5日 太阳能电池Science:调节界面实现耐湿热,性能突破工业稳定标准! 2023年10月15日 李成超/叶明晖AFM:原位保护层同时调节锌金属负极的离子分布和脱溶活化能 2023年10月8日 杜菲/姚诗余EES:超共形化学机械稳定正极界面用于宽温高能全固态电池 2023年10月7日 广工大ACS Nano:基于结构和电解液工程的高稳定钠离子电池ZnS阳极 2024年3月16日 清华章名田/华科廖荣臻JACS: TOF高达20000 s-1!三核铜催化剂用于电催化水氧化 2023年10月18日 发表回复 请登录后评论...登录后才能评论 提交