电化学和热稳定的有机无机丰富的固体电解质介相为坚固的金属电池
Xin-Bing Cheng1, Shi-Jie Yang2, Zaichun Liu1
1Key Laboratory of Energy Thermal Conversion and Control of Ministry of Education, School of Energy and Environment, Southeast University, Nanjing, Jiangsu, 210096, China.
一种新的三盐电解质设计稳定了金属阳极,防止了树的生长,提高了电池的安全性. 这一突破有望为实际应用提供更持久,更安全的金属电池.
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:
- 金属电池具有高能量密度,但患有树生长和安全性差,限制了它们的实际使用.
- 阳极的高活性和树突形成是电池寿命和安全的关键挑战.
研究的目的:
- 在金属阳极上开发稳定的固体电解质介相 (SEI).
- 为了提高金属电池的电化学和热稳定性.
- 为了提高高能量密度金属电池的安全性和循环寿命.
主要方法:
- 使用三盐电解质设计构建了一个含有F-/N的含有无机物丰富的SEI.
- 研究了改性阳极的电化学和热稳定性.
- 使用LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2阴极制造和测试的硬币类型和袋式全电池.
- 在循环袋细胞上进行了热失控测试.
主要成果:
- 三盐电解质使阳极上的稳定,富有无机物质的SEI成为可能.
- 在400个循环中保持高库伦比克效率 (>98.98%) .
- 在200个循环 (硬币) 和72个循环 (1.0Ah袋) 后,在完整的电池中实现了85.0%的容量保留.
- 显著提高了热安全性,增加了热失控的开始和触发温度超过30°C.
结论:
- 三盐电解质和由此产生的SEI有效地抑制了树突的生长,并改善了阳极的稳定性.
- 这种方法显著提高了金属电池的循环寿命和热安全性.
- 这些发现为开发实用,高性能和安全的金属电池提供了有前途的战略.
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