Si─O分子工程增强了高负荷和高压分层阴极-金属电池的阴极-阳极接口稳定性
Shangjuan Yang1, Zhoujie Lao1, Zhuo Han1
1Shenzhen All-Solid-State Lithium Battery Electrolyte Engineering Research Center, Institute of Materials Research (IMR), Tsinghua Shenzhen International Graduate School, Shenzhen, 518055, China.
Angewandte Chemie (International ed. in English)
|June 30, 2025
概括
一种新的fluorosilane电解质稳定剂提高了高能电池的性能. 它创建了一个保护界面,在苛刻的条件下改善了富含的阴极和金属阳极的稳定性和循环寿命.
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
- 电池技术 电池技术
背景情况:
- 富含的分层阴极和金属阳极是下一代高能量密度电池的关键.
- 不稳定的电极-电解质接口会导致降解和故障,特别是在高电压和负载下.
研究的目的:
- 开发一种电解质稳定剂,以提高富含的阴极/金属电池的界面稳定性.
- 为了克服高压的限制,并提高这些先进的电池系统的循环寿命.
主要方法:
- 合成了一种与光联的电解质稳定剂:1H,1H,2H,2H-perfluorooctyltrimethoxysilane (PFOTMS).
- 研究了PFOTMS与LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 (NCM811) 阴极的吸附能量.
- 分析了形成的接口层及其对电池性能的影响.
主要成果:
- 与传统溶剂相比,PFOTMS在NCM811阴极上表现出更高的吸附能量.
- 富含F和Si─O物种的接口层有效地稳定了阴极结构,并抑制了过渡金属的迁移.
- 电池NCM811电池在4.7V的600个循环后保持了80.8%的容量;高质量负载的电池在4.4V的500个循环后保持了92.79%的容量.
结论:
- 基稳定剂有效地减轻了高压丰富的阴极/金属电池的界面不稳定性.
- 这种方法增强了Li+传导,促进了均的Li沉积,并抑制了有害的副作用.
- 开发的界面稳定策略克服了实际高能电池应用的关键限制.


