机械和热稳定的阴极电解质间相使高温,高电压的电池可以使用LiCoO2电池
Daxiong Wu1,2, Chunlei Zhu2, Huaping Wang2
1School of Chemistry, Tiangong University, 300387, Tianjin, P. R. China.
Angewandte Chemie (International ed. in English)
|December 12, 2023
概括
研究人员为高能离子电池开发了一种稳定的阴极电解质介相 (CEI). 这种新的CEI在高电压和高温下提高了性能和寿命,克服了Li2电池技术的关键局限性.
科学领域:
- 电化学 电化学 电化学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 储能 储能 储能 储能 储能 储能
背景情况:
- 高能量密度的电池和LiCoO2电池面临性能限制,原因是高电压和高温下阴极电解质介相 (CEI) 不稳定.
- 不稳定导致裂,再生问题和不可逆转的阴极相变,阻碍电池寿命和效率.
研究的目的:
- 设计一个机械和热稳定的CEI,以在4.6V和70°C时提供极好的LiLiCoO2电池性能.
- 调查2,4,6-tris(3,4,5-trifluorophenyl)boroxin (TTFPB) 添加剂在形成强大的CEI中的作用.
主要方法:
- 用TTFPB添加剂设计电解质,在LiCoO2表面上形成一个LiBxOy/LiF丰富的CEI.
- 在高电压 (4.6-4.7V) 和高温 (70°C) 时对Li能LiCoO2电池进行电化学测试.
- 对CEI稳定性,机械完整性和热性能进行分析.
主要成果:
- 通过TTFPB分解形成的定制CEI表现出极好的机械和热稳定性.
- LiBxOy层保持了CEI完整性,而LiF增强了热稳定性和均性.
- 电池在200个周期以4.6V的电压下保持了91.9%的容量,在150个周期以4.7V的电压下保持了74.0%的容量.
- 特殊的高温性能:73.6%的容量保留在70°C和4.6V的100个循环后.
结论:
- 新的CEI战略有效地抑制了CEI降解和阴极相转换.
- 这种方法显著提高了LiLiCoO2电池的电化学性能和热稳定性.
- 这些发现为开发先进的高能,高压和高温离子电池铺平了道路.
