使用基于Mn的混合电解质的耐用和高压的Mn-石墨双离子电池
Zhenjie Cheng1, Qingyu Dong2, Guiqiang Pu1
1Institute of Electrochemistry, School of Materials Science and Engineering, Taizhou University, Taizhou, 318000, P. R. China.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|January 30, 2024
概括
这项研究引入了一种使用新型混合电解质的高压可充电金属电池 (MMB). 新设计实现了高放电电压和超过1000个循环,克服了以前的限制.
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:
- 可充电金属电池 (MMB) 提供高能量密度和稳定性,但由于阴极的限制,它们存在低电压和不良循环.
- 现有的MMB与可逆的Mn2+间隙/脱间隙作斗争,导致电压低于1.8V和周期寿命有限 (≤200个周期).
研究的目的:
- 通过解决传统的基于的系统的局限性,开发一种高压和耐用的可充电MMB.
- 调查使用混合电解质,包括LiPF6和Mn (TFSI) 2与石墨作为阴极材料.
主要方法:
- 使用LiPF6-Mn(TFSI) 2混合电解质和石墨阴极构建一个新的MMB.
- 电化学现场表征,以分析阳极和阴极的反应机制.
- 理论计算以确定石墨中阴离子间隔点的能量优势.
主要成果:
- 开发的MMB具有2.34V的高放电电压和1000个循环的长期稳定性.
- (TFSI) 2元件降低了离子涂层/剥离过量的潜力,而LiPF6提高了电解质导电性.
- 电化学分析证实了阴极上的双离子互/脱以及阳极上的Mn2+/脱.
结论:
- LiPF6-Mn(TFSI) 2混合电解质可以实现高性能可充电MMB与石墨阴极.
- 这种方法克服了MMB的关键挑战,为先进的储能解决方案铺平了道路.
- 在石墨的顶部位置的阳离子间隙和低的TFSI-离子迁移障碍对电池性能至关重要.
