通过负电极保护层涂层策略,生产高能6Ah级Li······························································································
Yangyang Feng1,2, Yong Li3, Jing Lin1,2
1State Key Laboratory of Structural Chemistry, Fujian Institute of Research on the Structure of Matter, Chinese Academy of Sciences, Fuzhou, 350002, P. R. China.
Nature communications
|June 19, 2023
概括
一种新型的保护层,聚2-基乙烯酸-二硫酸 (PHS),增强了金属电池的稳定性和性能. 这种材料改善了离子传输,并使高能电池能够用于实际应用.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 储能 储能 储能 储能 储能 储能
背景情况:
- 金属负电极对于高能电池至关重要,但在实际条件下在循环过程中会出现不稳定性.
- 开发保护层对于克服金属固有的不稳定性和使其在先进电池技术中的使用至关重要.
研究的目的:
- 为金属负电极引入聚2-乙烯烯酸-二硫酸 (PHS) 作为保护层.
- 研究PHS的结构和电化学特性,以提高电池循环稳定性和能量密度.
主要方法:
- 合成和PHS保护层的特征.
- 传输电子冷显微镜 (TEM-cryo) 用于分析固体电解质间相 (SEI) 结构.
- 理论计算以了解离子运输机制.
- 用PHS涂层电极对硬币电池和多层袋式电池进行电化学测试.
主要成果:
- PHS涂层促进了具有独特内部结构的稳定SEI的形成,增强了电极灵活性和离子传输.
- 理论分析显示,PHS中的硫酸盐组通过阴离子双极相互作用促进了均的离子扩散.
- 电化学测试显示,高库伦比克效率 (99.46%) 的LiPHS涂层-Cu细胞和优秀的表现在袋细胞 (6.86Ah初始容量,91.1%保留150个循环后).
结论:
- PHS 作为金属负电极的有效保护层,显著提高了电池的稳定性和周期寿命.
- PHS的独特特性使下一代高能金属电池的开发成为可能,其安全性和性能得到了提高.
