在电解质中占主导地位的溶剂分离离子对使快速充电和低温离子电池的超高导电性成为可能
Xinping Chen1, Zelin Li2, He Zhao1
1Key Laboratory of Organic Optoelectronics and Molecular Engineering, Department of Chemistry, Tsinghua University, Beijing 100084, P. R. China.
研究人员为离子电池 (LIB) 开发了一种新的以乙为基础的电解质,可实现快速充电和低温性能. 这种新型的电解质克服了传统的近电溶剂的局限性,显著提高了离子导电性.
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
- 电池技术 电池技术
背景情况:
- 离子电解质中的低离子导电性限制了离子电池 (LIB) 的快速充电和低温运行.
- 现有的电解质通常依赖碳酸盐基溶剂,这导致了离子配对和在降低温度下导电性的挑战.
研究的目的:
- 为LIBs开发一种新的电解质系统,增强离子导电性,特别是在低温下.
- 研究基于乙的电解质中独特的溶解结构和离子配对行为.
主要方法:
- 在乙 (DMK) 电解质中制备二 (LiFSI).
- 溶解结构和离子对类型的分析 (接触离子对与溶剂分离离子对).
- 在各种温度下测量离子导电能力,包括-40°C,有和没有添加剂,如VC和FEC.
主要成果:
- DMK电解质表现出具有主导的溶剂分离离离子对 (SSIP) 结构,具有低溶解数 (三).
- 由于不紧的溶解结构,在室温下达到45mS/cm的高离子导电性.
- 在较低温度下显示增加SSIP百分比,增强低温离子导电性.
- 使用VC和FEC添加剂保持了超高的离子导电性 (>10mS/cm在-40°C).
结论:
- 与传统电解质相比,基电解质与LiFSI具有优越的离子导电性和低温性能.
- 在DMK电解质中独特的SSIP主导结构是LIBs中实现极快充电和可靠的低温操作的关键.
- 这一进步促进了LIBs的高速循环使用厚厚的电极,即使在具有挑战性的寒冷条件下.
更多相关视频
11:04Synthesis of Ionic Liquid Based Electrolytes, Assembly of Li-ion Batteries, and Measurements of Performance at High Temperature
Published on: December 20, 2016
10:03Characterization of Electrode Materials for Lithium Ion and Sodium Ion Batteries Using Synchrotron Radiation Techniques
Published on: November 11, 2013
相关概念视频
Intermolecular Forces
Electrolyte and Nonelectrolyte Solutions
Aqueous Solutions and Heats of Hydration
When ionic compounds dissolve in water, the ions in the solid separate and disperse uniformly throughout the solution because water molecules surround and solvate the ions, reducing the strong electrostatic forces between them. This process...
Ion Exchange
Ionic Bonding and Electron Transfer
Ionic Strength: Effects on Chemical Equilibria
In this solution, the primary...
