Electrolito de Fosfato Completo de Baja Concentración para Baterías de Iones de Litio de Alto Voltaje y Alta...

Área de la Ciencia:

• Ciencia de Materiales
• Electroquímica
• Ingeniería Química

Sus antecedentes:

• Las baterías de iones de litio (BIL) utilizan comúnmente electrolitos de carbonato inflamables, lo que representa riesgos de seguridad.
• El desarrollo de electrolitos no inflamables es crucial para mejorar la seguridad de las BIL, especialmente para aplicaciones de alto voltaje.

Objetivo del estudio:

• Diseñar y sintetizar un electrolito novedoso de fosfato completo no inflamable compatible con ánodos de grafito comerciales.
• Mejorar la seguridad y el rendimiento a alta temperatura de las baterías de iones de litio.

Principales métodos:

• Se sintetizó un nuevo fosfato cíclico de seis miembros (HTP) con capacidad de pasivación de grafito.
• Se utilizó fosfato de tris(2,2,2-trifluoroetilo) (FTEP) como codisolvente para ajustar la estructura de solvatación y la desolvatación de Li+.
• Se investigaron las propiedades del electrolito, incluida la ventana de potencial, el punto de inflamación, la no inflamabilidad y la estabilidad térmica.

Principales resultados:

• El electrolito de fosfato completo de disolvente de baja concentración desarrollado exhibe una amplia ventana de potencial y un alto punto de inflamación.
• El electrolito demuestra una excelente no inflamabilidad y estabilidad térmica, permitiendo una operación estable de la celda completa de grafito||NMC811 de 4.5 V hasta 100 °C.
• El electrolito facilitó la formación de una robusta intercara interfasial de cátodo inorgánico-polimérico y electrolito sólido (CEI/SEI).

Conclusiones:

• El novedoso electrolito a base de HTP ofrece una solución prometedora para baterías de iones de litio de alto voltaje y alta seguridad.
• Este trabajo proporciona nuevas perspectivas sobre el diseño de electrolitos no inflamables aplicables a diversos sistemas de baterías.
• El electrolito desarrollado superó rigurosas pruebas de seguridad, destacando su potencial para aplicaciones comerciales.