石墨阳极上的3PO4丰富的SEI增强了+解离,使离子电池能够快速充电和低温
Chaonan Wang1, Yuansen Xie1,2, Yingshan Huang1
1Hefei National Research Center for Physical Sciences at the Microscale, School of Chemistry and Materials Science, iChEM (Collaborative Innovation Center of Chemistry for Energy Materials), University of Science and Technology of China, Hefei, 230026, China.
研究人员通过优化固体电解质间相 (SEI) 来提高离子电池的性能. 用酸 (Li3PO4) 丰富的SEI可促进更快的离子解离,从而实现快速充电和改善低温操作.
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:
- 离子电池 (LIB) 的性能,特别是快充和低温操作,受到固体电解质介相 (SEI) 中离子 (Li+) 解溶的限制.
- 了解SEI组件在促进Li+脱溶过程中的作用,对于设计先进的阳极材料至关重要.
研究的目的:
- 系统地研究无机SEI成分 (Li2CO3,LiF,Li3PO4) 对Li+脱溶的影响.
- 建立基于SEI脱溶特性的阳极接口结构的设计原则.
主要方法:
- 探索无机SEI成分 (Li2CO3,LiF,Li3PO4) 以及它们对Li+脱溶的影响.
- 在石墨 (LPO-Gr) 阳极上设计一个Li3PO4介相,使用固相涂层.
- 使用LPO-Gr阳极的全LIB电池的制造和测试.
主要成果:
- 富含Li3PO4的SEI通过减弱Li+与溶剂的相互作用,显著降低了脱溶能能量,加速了脱溶过程.
- 设计的LPO-Gr阳极可促进Li+的脱溶和运输,从而产生富含无机物质的SEI.
- 带有LPO-Gr阳极的LIB细胞在6.5分钟内达到80%的容量,在-20°C下保持70%的容量.
结论:
- 3PO4是促进LIBs中的+脱溶的有效成分.
- 开发的战略将SEI脱溶性质与高性能LIBs的阳极接口结构设计联系起来.
- 这种方法为开发能够快速充电和低温的离子电池提供了一条途径.
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