双相间稳定硫基电解质用于高压和高安全的金属电池
Junhua Zhou1, Chi Zhang2, Huimin Wang2
1School of Fashion and Textiles, The Hong Kong Polytechnic University, Hong Kong SAR, 999077, China.
Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany)
|October 1, 2024
概括
这项研究引入了一种用于高压金属电池 (HV-LMB) 的新安全电解质. 它可以在没有昂贵的盐的情况下实现阳极和阴极的稳定循环,为高能量密度的能量存储铺平了道路.
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:
- 高压金属电池 (HV-LMB) 提供高能量密度,但在阳极和阴极的电解质稳定性方面面临挑战.
- 现有的电解质通常需要昂贵和腐蚀性高度盐来实现稳定性.
- 同时稳定金属阳极和高压阴极仍然是实际HV-LMB的关键障碍.
研究的目的:
- 为HV-LMBs开发一种新,安全和具有成本效益的电解质,可以绕过对高度盐的需求.
- 为了设计添加剂,在阳极和阴极上创建稳定的界面.
- 在HV-LMB中证明开发的电解质的性能和安全性.
主要方法:
- 使用硫溶剂和分子轨道工程添加剂制备双相间稳定 (DIS) 电解质.
- 调查电解质形成稳定的B-F丰富的正极界面和C-F丰富的有机阳极界面的能力.
- 在金属阳极和4.75 V-LiCoO2阴极系统中测试DIS电解质的循环稳定性.
- 制造和测试HV-LMB袋式电池,以评估能量密度和长期循环性能.
主要成果:
- DIS电解质成功地稳定了金属阳极和4.75 V-LiCoO2阴极超过500个周期.
- HV-LMB袋式电池实现了435Wh kg-1的高能量密度,并稳定运行了100多个周期.
- 电解质表现出优异的热稳定性和低成本,这是由于没有高度Li盐.
结论:
- 开发的DIS电解质为HV-LMB的稳定和安全运行提供了一个有前途的解决方案.
- 这种电解质设计绕过了昂贵和腐蚀性高度盐的局限性,提高了成本效益.
- 这些发现为在未来的储能系统中大规模应用高能量密度HV-LMB铺平了道路.
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