570Wh kg−1级金属袋电池,具有4.9V高电+导电式阴极电解质间相通过部分化电解质工程
Xiangxiang Liu1, Yong Li2, Jiandong Liu1
1School of Physics and Electronics, Hunan University, Changsha, 410082, P. R. China.
Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
|March 4, 2024
概括
一种新的电解质配方为丰富的基层氧化物 (LRMO) 创建了一个保护性阴极电解质介面 (CEI). 这种类似装甲的CEI增强了接口稳定性,使高能金属袋细胞能够实现卓越的循环和速率性能.
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:
- 富含的基层氧化物 (LRMO) 为高能金属袋式电池提供高特异性容量和工作电压.
- LRMO阴极的界面不稳定性对其实际应用提出了重大挑战.
- 在高电压下 (例如4.9V) 实现稳定的运行对于最大化能量密度至关重要.
研究的目的:
- 开发一种新的阴极电解质介相 (CEI) 模型,用于在高工作电压下稳定LRMO阴极.
- 研究部分化电解质配方在增强界面稳定性的作用.
- 为了提高基于LRMO的金属袋式电池的循环稳定性和速率性能.
主要方法:
- 一种含有乙烯碳酸盐 (FEC) 和三 (三甲基) 酸盐 (TMSB) 的新型电解质的配方.
- 在LRMO阴极表面上形成的类似盔甲的CEI结构的特征.
- 在各种条件下对Li HDRLRMO电池和9Ah级袋式电池进行电化学测试.
主要成果:
- 配制的电解质可以形成一个强大的,类似盔甲的CEI,具有特定的分层结构 (LiBxOy,LixPOyFz外层;LiF,Li3PO4内部部分).
- CEI有效地抑制了晶格中的氧气损失,并促进了Li+离子迁移.
- 立体电池LRMO电池表现出良好的容量保留 (85.7%在4.8V的300个循环后) 和高CE (99.64%).
- 高切断电压运行 (4.9V) 显示出有希望的容量保留 (87.4%在100个循环后).
- 9Ah级袋式电池实现了超过38个稳定的循环周期,在4.8V时具有576Wh kg-1的高能量密度.
结论:
- 拟议的装甲式CEI策略显著提高了LRMO高压阴极的界面稳定性.
- 含有FEC和TMSB的部分化电解质有效形成保护CEI.
- 这种方法为开发下一代高能金属电池铺平了道路,其寿命和性能得到了改善.
