用于低温离子电池的温度惰性弱溶解电解质,具有微小尺寸的阳极
Xiaoyu Sang1, Kangjia Hu1, Jiaxin Chen1
1State Key Laboratory of Materials Processing and Die & Mould Technology, School of Materials Science and Engineering, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan, 430074, China (X. L. Hu.
Angewandte Chemie (International ed. in English)
|February 12, 2025
概括
一种新的温度惰性电解质使离子电池中的微型阳极在零度以下的温度下能够稳定循环. 这一突破在恶劣条件下提高了性能和保持能力.
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:
- 微型 (μSi) 阳极为离子电池提供高容量,但在循环过程中遭受体积变化.
- 通过电解质工程和无机固体-电解质介面相稳定μSi阳极至关重要.
- 由于温度依赖的溶解和缓慢的离子溶解,低温阻碍了循环.
研究的目的:
- 开发一种新型的电解质,用于在零下环境下稳定的μSi阳极循环.
- 研究溶解化学在低温电池性能中的作用.
- 提高基于μSi的高能离子电池的实际应用.
主要方法:
- 引入一个温度惰性弱溶解电解质 (TIWSE).
- 电解质工程专注于阳离子主导的溶解和弱溶剂协调.
- 使用具有高捐赠者数量的NO3-离子来调节竞争性协调.
- 制造和测试μSi的电池LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2全电池和1Ah袋式电池.
主要成果:
- 在零度以下的温度下,TIWSE可实现μSi阳极的稳定循环.
- 在100个循环后,在-20°C时达到91.8%的容量保留,在30°C时达到80.8%.
- 一个1Ah袋式电池在300个循环后,在30°C保持89.3%,在-20°C保持77.3%.
- 在6C下实现了137.4mAhg-1的高特异性容量.
结论:
- 溶解化学对于解决离子电池中低温挑战至关重要.
- TIWSE为在恶劣条件下运行的高能μSi阳极提供了一个可行的策略.
- 开发的电解质证明了对先进的储能解决方案的实际应用.
