用数据辅助设计耐热弱溶解电解质,用于全气候500Wh/kg金属电池
Zhongzhe Li1,2, Weiyu Wang1, Wanyao Zhang1
1College of Aerospace Science and Engineering, National University of Defense Technology, Changsha, Hunan 410073, China.
ACS nano
|June 18, 2025
概括
使用数据驱动方法设计了一种新型耐温度弱溶解电解质 (TRWSE),使金属电池在广泛的温度范围内保持稳定. 这一突破抑制了树突,并提高了在极端温度下的性能.
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:
- 金属电池需要电解质,在高能量密度应用中具有出色的温度适应性.
- 设计耐温度弱溶解电解质 (TRWSEs) 和了解它们在不同温度下的行为仍然是重大挑战.
研究的目的:
- 为了高效地设计一个具有低点的理想的TRWSE.
- 研究TRWSEs从溶解结构到相间形成和沉积的温度依赖的演变.
主要方法:
- 采用数据驱动策略来设计一个点为-136°C的TRWSE.
- 该研究分析了内在的溶解结构,电解质-电极界面,以及在各种温度下沉积特征.
主要成果:
- 设计的TRWSE表现出对温度不敏感的溶解结构,接相和沉积,特别是在低温下.
- 在-30°C时抑制了树状石的形成,达到98.2%的库伦比克效率.
- 在300个周期下在-30°C下,NCM811玉米子表现出卓越的循环稳定性,几乎100%的容量保留.
结论:
- 开发的TRWSE可使金属电池在超低温下稳定运行,抑制树突并保持高性能.
- 大规模的8.5Ah袋式电池实现了高能量密度 (507Wh-1kg) 并在-70°C保持92.3%的容量保留,放电能力降至-110°C.
