吸附盾衍生阴极电解质相间形成与浸在LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2阴极:一个机制指导实验研究
Binli Wang1, Jianping Wang2, Lei Zhang1
1Materials and Interfaces Center, Shenzhen Institute of Advanced Technology, Chinese Academy of Sciences, Shenzhen 518055, China.
ACS applied materials & interfaces
|September 14, 2024
概括
二酸 (LiDFOB) 通过形成稳定的接口来增强电池阴极的保护. 在NCM811阴极中浸LiDFOB显著提高了循环稳定性,而不是用它作为添加剂.
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
- 计算化学计算化学
背景情况:
- 离子电池中的高压阴极材料需要强大的阴极电解质接口 (CEI) 才能保持稳定.
- 已知二酸 (LiDFOB) 有助于CEI形成,但其在LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 (NCM811) 阴极上的机制尚未完全理解.
- 用LiDFOB优化电解质设计以有效形成CEI仍然具有挑战性,因为机械洞察力有限.
研究的目的:
- 通过使用LiDFOB,研究NCM811阴极上的CEI的演变.
- 阐明 LiDFOB 在 CEI 形成中的作用的接口机制.
- 确定CEI合理设计的策略,以提高电池性能.
主要方法:
- 使用ab initio计算来模拟和分析CEI形成过程.
- 该研究的重点是LiDFOB与LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2阴极表面的相互作用.
- 研究了电化学过程及其对LiDFOB分解途径的影响.
主要成果:
- DFOB在半离合配置中吸附于阴极表面,增强脱电压和溶剂稳定性.
- 电化学反应导致LiDFOB中的B-F和B-O键裂变.
- 通过占主导地位的B-F键裂变形成LiF,有足够的Li+和高的Li间隙能量.
- 用LiDFOB浸有效调节CEI的形成,保护阴极并防止电解质分解.
结论:
- 与其作为电解质添加剂的使用相比,LiDFOB浸是NCM811阴极上CEI形成的优越策略.
- 这种方法显著提高了循环稳定性,在NCM811/Li电池中实现了超过2000小时的运行.
- 了解接口机制可以合理设计先进的电池电解质和接口.
