LiF/Li3N-丰富的电极-电解质接口通过多功能电解质添加剂实现实现高性能Li/LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2电池
Yue Lei1, Xin Xu1, Junying Yin2
1College of Chemical Engineering, Zhejiang University of Technology, Hangzhou, Zhejiang, 310014, China.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|April 21, 2024
概括
通过稳定接口,N-succinimidyl trifluoroacetate (NST) 提高了金属电池的性能. 这种电解质添加剂提高了阴极和阳极的稳定性,提高了下一代能源存储的容量保留和速率能力.
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
- 储能 储能 储能 储能 储能 储能
背景情况:
- 商业离子电池依赖于基于LiPF6的电解质,但这些电解质在高能金属电池 (LMB) 中面临界面稳定性问题.
- 开发稳定的接口对于推进高能量密度电池技术至关重要.
研究的目的:
- 引入N-succinimidyl trifluoroacetate (NST) 作为一个多功能电解质添加剂,用于稳定LMB的接口.
- 调查NST在优化Li+溶解,减轻电解质分解和形成保护界面中的作用.
主要方法:
- 对有或没有NST添加剂的Li/LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 (NCM811) 和Li/Li对称电池进行电化学测试.
- 分析阴极-电解质间相 (CEI) 和固体电解质间相 (SEI) 的组成和特性.
- 研究NST对Li+溶解结构和电解质分解产物 (HF/H2O) 的影响.
主要成果:
- NST添加剂优化Li+溶解并减少电解质分解,在NCM811阴极上形成LiF/Li3N丰富的CEI,在Li金属阳极上形成无机丰富的SEI.
- 具有1.0重量%NST的细胞显示出更好的容量保留 (86.4%与1C的200个循环后的64.8%相比) 和优越的速率性能.
- 具有NST的Li/Li对称细胞表现出超过500小时的稳定循环,表明抑制了Li树突的生长.
结论:
- NST有效地解决了与金属阳极配对的高能Ni丰富阴极的界面不稳定性问题.
- NST的多功能性质为提高先进LMB的耐用性和性能提供了一个有希望的策略.
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