基于甲的框架作为人工SEI,用于超过400Wh的金属电池kg-1
Ying Zang1, Peng Peng2, Fei Pei3
1School of Chemistry, South China Normal University, Guangzhou 510006, China.
National science review
|January 20, 2025
概括
一种新的单原子酸框架 (CoSAs-CPF) 为高压金属电池 (HVLMB) 创建了一个稳定的人工固体电解质介面 (SEI),显著提高了循环寿命和能量密度.
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:
- 高压金属电池 (HVLMB) 提供高能量密度,但由于不稳定的电极-电解质接口而遭受容量退化.
- 现有的固体电解质相间膜 (SEI) 往往缺乏实际HVLMB应用所需的稳定性和兼容性.
研究的目的:
- 开发一种新型的人工SEI,使用单个原子 (CoSAs-CPF) 的2D结合酸框架 (CPF).
- 为了提高HVLMB的接口稳定性和离子 (Li+) 运输.
- 提高HVLMB的整体循环性能和能量密度.
主要方法:
- 合成一个2D结合酸框架 (CPF),其中包含单个原子 (CoSAs-CPF).
- 用合成的CoSAs-CPF修改阳极以形成一个人工SEI (CoSAs-CPF@Li).
- 电化学测试的Li 基底液的对称细胞和完整的细胞 (LFP 基底液CoSAs-CPF@Li和NCM811 基底液CoSAs-CPF@Li).
- 在现场超声波传输技术以确认接口稳定.
主要成果:
- CoSAs-CPF人工SEI有效地增强了Li+吸附,并调节了Li+的分布,抑制了树突的形成.
- 带有CoSAs-CPF@Li阳极的对称Li细胞显示出低极化,并运行超过3500小时.
- LiFePO4 下载 CoSAs-CPF@Li 电池实现了超过 1000 个循环,容量保持率为 98.6%.
- NCM811下载下载CoSAs-CPF@Li电池表现出超过800个循环,容量保持80%,一个袋式电池在130个循环中实现了421 Wh kg-1的能量密度.
结论:
- CoSAs-CPF人工SEI显著提高了HVLMB的界面稳定性和电化学性能.
- 这一战略为开发具有长期循环稳定的高能密度HVLMB提供了一个有希望的途径.
- 开发的SEI优于以前报告的大多数SEI膜,用于无金金属电池.
