非化乙烯用于缓解高压NCM811-Li电池中的电极表面反应
Zhijie Wang1, Xiangli Che1, Danni Wang1
1Department of Applied Physics & Research Institute for Smart Energy, The Hong Kong Polytechnic University Hung Hom, Hong Kong, 999077, People's Republic of China.
Angewandte Chemie (International ed. in English)
|April 16, 2024
概括
研究人员通过延长基链来设计无电解质以太,以提高金属电池 (LMB) 的寿命. 这种分子工程显著减少了副作用,提高了电极和阳极的稳定性,使电池的寿命更长.
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
- 储能 储能 储能 储能 储能 储能
背景情况:
- 金属电池 (LMB) 提供比离子电池更高的能量密度,这是由于富含Ni的层状氧化物阴极.
- 在LMB中的高电极反应性会导致副作用,限制电池寿命.
- 化电解质虽然有效,但存在环境和健康问题.
研究的目的:
- 开发无的以太电解质,用于高压丰富的LMB.
- 为了减轻电极表面的反应性,并抑制有害的副作用反应.
- 为了提高LMB的稳定性和寿命,没有危险的化溶剂.
主要方法:
- 通过延长基链长度来制造无化以太电解质的分子工程.
- 研究了电解质修饰对正极 (NCM811) 和阳极行为的影响.
- 评估电化学性能,包括容量保留,库伦比效率和循环寿命.
主要成果:
- 延长链乙烯有效降低了阴极反应性,抑制了电解质分解,微观结构缺陷和气体生成.
- 经过修改的电解质在250个循环中实现了80%的容量保留,对于富含Ni的NCM811-Li电池来说,其性能优于碳酸盐电解质.
- 改进的阳极被动化导致了99.11%的Li可逆性超过350个周期,超过了传统的无F电解质.
结论:
- 无F的以太电解质的分子工程是一种可行的策略,可以提高LMB的性能和安全性.
- 开发的电解质显著延长了高压丰富的LMBs的寿命.
- 这种方法为下一代能源存储提供了对危险的化电解质有希望的替代方案.
