修改过以太的不可燃酸盐使高电压金属电池的阳离子丰富电解质成为可能
Yuankun Wang1, Chunyu Zheng1, Weiwei Xie1
1Frontiers Science Center for New Organic Matter, Key Laboratory of Advanced Energy Materials Chemistry (Ministry of Education), State Key Laboratory of Advanced Chemical Power Sources, College of Chemistry, Nankai University, Tianjin, 300071, China.
一种新的以太修饰酸盐,二甲基 (2-甲基乙氧) 甲基酸 (DMEP),增强了金属电池的安全性和稳定性. 基于DMEP的局部高度电解质 (LHCE) 能够在4.7V下保持90%以上的容量,抑制阴极降解.
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:
- 以酸盐为基础的局部高度电解质 (LHCE) 为金属电池提供阻燃性和正极稳定性.
- 在超高的上限切断电压下实现稳定的循环仍然是当前LHCE的重大挑战.
- 像过渡金属溶解和电极裂纹等降解问题限制了长期性能.
研究的目的:
- 为高压金属电池应用设计一种新的基于酸盐的LHCE.
- 为了提高溶解结构和阴极电解质间相 (CEI) 层的稳定性.
- 为了提高长期循环稳定性和高电压下的安全性.
主要方法:
- 合成二甲基 (2-甲基乙氧) 甲基酸 (DMEP),一种以改性酸盐.
- 基于DMEP的LHCE的制造和与基于甲酸 (TEP) 的LHCE的比较.
- 在4.7V的超高上切断电压下对LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 (NCM811)
- 分析溶解结构,CEI层组成和阴极降解机制.
主要成果:
- 在DMEP中以太的修改稳定了Li+-DMEP-FSI-协调结构,有利于阴离子离子聚合物 (AGG) 的形成.
- 基于DMEP的LHCE促进了富含LiF的CEI层,有效地抑制了过渡金属溶解和电极裂纹.
- 基于DMEP的LHCE的NCM811下载下载Li全电池在4.7V的100个循环后实现了>90.7%的容量保留.
- 与TEP-LHCE相比,DMEP-LHCE的安全性得到了提高.
结论:
- 乙 (2-甲基乙氧) 甲基酸 (DMEP) 是高压金属电池的一个有前途的电解质成分.
- 以太的修改策略有效地提高了电解质稳定性和阴极保护.
- 基于DMEP的LHCE为开发下一代,高性能和安全的金属电池提供了可行的途径.
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