含有Li3P的合电解质纳米颗粒用于高度稳定的4.7V金属电池
Xiaoya He1,2,3, Wei Hao1,4, Zidan Shi1
1Frontiers Science Center for Transformative Molecules, School of Chemistry and Chemical Engineering, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, P. R. China.
ACS nano
|August 7, 2024
概括
一种新型的合体电解质与Li3P纳米颗粒稳定了金属电池 (LMB) 的接口,改善了容量保留,并使得下一代能源存储的无树脂沉积成为可能.
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:
- 具有高能LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 (NCM811) 阴极的金属电池 (LMB) 是下一代能源存储的前景.
- 常规碳酸盐电解质中的电极/电解质接口不稳定性导致LMBs的快速容量衰减.
研究的目的:
- 开发一种稳定的合体电解质,以提高基于NCM811的LMB的性能.
- 研究稳定阴极电解质介相 (CEI) 和固体电解质介相 (SEI) 层的形成.
- 改进离子运输和抑制树突形成,以实现更安全,更高效的LMB.
主要方法:
- 通过将Li3P纳米颗粒分散在常规碳酸盐电解质中,合成一个合体电解质的一步合成.
- 在NCM811阴极和阳极上形成的现场CEI和SEI层的表征.
- 使用开发的合体电解质,对NCM811红色体的全细胞进行电化学测试.
主要成果:
- 合电解质在NCM811阴极上形成了富含P/LiF的CEI,削弱了Li盐的键,并防止了副作用.
- 嵌入在SEI中的Li3P纳米粒子优化了离子运输,促进了均且无树突的沉积.
- 与常规碳酸盐电解质相比,使用合电解质的全电池表现出更好的容量保留 (82%在4.7V的120个循环中) 和减少气体形成.
结论:
- 设计的合体电解质有效地稳定了LMB中的阴极和阳极接口.
- 这种方法为电解质工程提供了一个有希望的策略,以克服高能LMB中的容量衰变和状物问题.
- 这项研究为先进电池技术的电解质配方提供了新的见解.
