厦大董全峰/郑明森Small:β-胡萝卜素捕获活性氧实现长寿命富锂正极 2023年10月18日 上午10:16 • 头条, 干货, 顶刊 • 阅读 9 具有高能量密度的富锂层状氧化物(LR)是很有前途的正极材料,其关键问题是在高电压下晶格氧的释放以及造成的电解液分解、晶体结构的不可逆相变、容量退化和电压衰减。因此,捕获活性氧并通过清除效应进一步构建正极-电解液界面(CEI)保护层是解决这些问题的基本步骤。 在此,厦门大学董全峰教授、郑明森教授等人选择β-胡萝卜素(C40H56)作为清除分子并将其添加到电解液中,以捕获第一次高压充电产生的活性氧物种,然后通过原位清除作用构建多功能CEI。具体而言,β-胡萝卜素具有淬灭单线态氧和清除氧自由基的作用,其抗氧化特性能够有效清除LR首次充电时产生的活性氧,抑制碳酸盐电解液在高压下的分解。 此外,β-胡萝卜素添加剂可在≈4.5 V被氧化,形成一种特殊且稳定的双层CEI,外层有机成分较多,内层无机成分占主导地位,有效保持表面和晶体结构的稳定性。 图1. 基于不同电解液的LR正极的性能对比 因此,受益于上述优势,含β-胡萝卜素电解液的LR正极在1 C时200次循环后的容量保持率达到93.4%,而在对照电解液系统中仅为为62.5%。此外,正极电压衰减也得到抑制,电压保持率也可以达到90%。 更重要的是,DSC结果表明,含β-胡萝卜素的电解液表现出优异的热力学稳定性,保证了LR基电池的安全性能。这项研究为开发不含杂原子的新型电解液添加剂提供了思路,实现了LR正极的长寿命循环和高热稳定性,促进了高能量密度锂离子电池的实际应用。 图2. 不同电解液体系的热稳定性分析 An Active-Oxygen-Scavenging Oriented Cathode-Electrolyte-Interphase for Long-Life Lithium-Rich Cathode Materials, Small 2021. DOI: 10.1002/smll.202106072 原创文章,作者:科研小搬砖,如若转载,请注明来源华算科技,注明出处:https://www.v-suan.com/index.php/2023/10/18/742e3ac191/ 电池 赞 (0) 0 0 生成海报 相关推荐 上交付超鹏Angew.:通过晶体场和磁场调节原子 Fe 自旋态以增强可充锌空电池中的氧电催化 2023年10月7日 三单位联合Nano Energy:双涂层实现高性能Ni基阳离子无序正极 2023年10月15日 朱大明/王勇研/孙元鹤AM :双拓扑/非拓扑反应TiSe2正极助力水系电池 2023年10月4日 马天翼/孙晓东AFM: 首次报道!通过配位键键合形成的UZT/CFMX用于光催化水分解 2024年2月14日 Appl. Catal. B.:LaFeO3上Fe配位环境以及氧空位浓度调控催化剂选择性 2023年10月9日 2022首篇Nature Energy: 耐4.8 V高压、可循环3000次的全固态锂电池! 2023年10月15日 发表回复 请登录后评论...登录后才能评论 提交