全化电解质工程使得实用广泛的温度范围金属电池成为可能
Liwei Dong1, Dan Luo2, Bowen Zhang3
1MOE Engineering Research Center for Electrochemical Energy Storage and Carbon Neutrality in Cold Regions, School of Chemistry and Chemical Engineering, Harbin Institute of Technology, Harbin 150080, China.
ACS nano
|July 2, 2024
概括
研究人员为金属电池 (LMB) 开发了一种全新的全化电解质,该电解质在-50°C至110°C的广泛温度范围内有效工作,提高了电池的稳定性和性能.
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:
- 金属电池 (LMB) 面临着由于电解质不稳定的有限工作温度窗口的挑战.
- 无法控制的副作用和不稳定的电解质/电极接口 (EEI) 阻碍了LMB在极端温度下的性能.
- 缓慢的溶解动力学进一步限制了传统LMB电解质的运行范围.
研究的目的:
- 开发一种新的电解质,使LMB在广泛的温度范围内能够稳定高效地运行.
- 研究一种全化电解质对溶解结构和EEI形成的影响.
- 为了提高LMB的实际性能和安全性,用于各种应用.
主要方法:
- 使用二三甲硫) 胺,六乙 (HFB) 和乙烯碳酸盐制备一个全化电解质.
- 电解质的溶解结构的特征及其对电解质/电极接口 (EEI) 的影响.
- 在广泛的温度条件下 (-50°C至110°C) 对LMB进行电化学测试,包括循环性能和能量密度测量.
主要成果:
- 全化电解质证明了有效的溶解结构调节,可在-50°C至110°C之间工作.
- 引入HFB导致EEI具有高LiF含量 (93%),抑制副作用和气体生成.
- 在90°C的400个循环后,实现了88.3%的容量保留,并在-50°C下改善了循环.
- 实用袋式电池的能量密度高,在60°C时为307.13Wh kg−1,在-30°C时为277.99Wh kg−1.
结论:
- 开发的全化电解质为LMB中广泛温度范围的电解质设计提供了可行的策略.
- 含有HFB的电解质在极端温度下增强了界面稳定性和离子传输.
- 这一进步促进了高性能金属电池的实际应用和商业化.
