构建聚合物分子来调节电极/电解质接口以提高金属电池的性能
Hui Chen1, Yu-Xiang Xie1, Long-Ji Dong1
1College of Chemistry and Chemical Engineering, State Key Laboratory of Physical Chemistry of Solid Surfaces, Xiamen University, Xiamen, 361005, China.
ChemSusChem
|February 26, 2024
概括
一种新的聚合物双功能电解质添加剂PMANHF通过形成稳定的接口来提高离子电池的性能. 这改善了金属阳极沉积和NCM811阴极稳定性,使周期寿命更长.
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
- 聚合物化学 聚合物化学
背景情况:
- 离子电池对于电子产品和车辆至关重要,但需要提高能量密度,安全性和循环寿命.
- 现有的单功能组电解质添加剂具有实际限制.
- 先进的电解质添加剂对于下一代金属电池至关重要.
研究的目的:
- 为了合成和评估一种新的三元聚合物双功能电解质添加剂,PMANHF.
- 为了研究PMANHF对Li金属阳极固体电解质介相 (SEI) 层形成的影响.
- 评估PMANHF在Li/NCM811电池中的性能提升.
主要方法:
- 使用自由基聚合来合成PMANHF共聚合物.
- 对Li/Li和Li/NCM811细胞进行了电化学表征,包括循环测试.
- 用表面分析技术研究形成的接口层.
主要成果:
- 在金属阳极上,PMANHF优先降解,形成一个带有密集沉积的均且稳定的SEI层.
- 在NCM811阴极接口上形成一个富含LiF和Li3N的薄膜,抑制侧面反应.
- /电池在1.0 mA cm-2下实现了1000个循环,而/NCM811电池稳定了200个循环,容量保留了89.93%.
结论:
- 合成的PMANHF有效地提高了金属电池的稳定性和周期寿命.
- 作为高性能电池的双功能电解质添加剂,PMANHF显示出显著的潜力.
- 这项研究为设计用于金属电池应用的先进添加剂提供了宝贵的见解.


