一种低溶解烯碳酸电解质,用于高压和低温离子电池
Chaonan Wang1, Shaoyun Zhou1,2, Zetai Xu1
1Hefei National Research Center for Physical Sciences at the Microscale, School of Chemistry and Materials Science, Collaborative Innovation Center of Chemistry for Energy Materials (iChEM), University of Science and Technology of China, Hefei, 230026, China.
基于二乙烯碳酸盐的新型烯碳酸盐电解质提高了离子电池的性能. 这种先进的电解质能够稳定高压和低温运行,克服传统系统的局限性.
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:
- 下一代离子电池 (LIB) 需要电解质,以实现高压 (>4.3 V) 和低温 (<-10 °C) 运行.
- 基于乙烯碳酸盐 (EC) 的商业电解质面临氧化稳定性和高点的挑战.
- 碳酸 (PC) 提供了更好的稳定性和更低的点,但在石墨阳极中与Li+协同插曲作斗争.
研究的目的:
- 开发一种基于碳酸 (PC) 的电解质,用二乙烯碳酸 (DFEC) 进行工程设计,用于先进的离子电池.
- 解决在阴极和阳极的接口挑战,以提高高压和低温性能.
- 创建一个稳定的电解质系统,克服当前EC电解质的局限性.
主要方法:
- 设计了一种基于PC的电解质,其中包括二乙烯碳酸盐 (DFEC).
- 研究了高电压 (4.4V) 和低温 (-20°C) 的电解质行为.
- 使用5Ah袋式电池来评估2000个周期的电解质性能.
主要成果:
- 该PC-DFEC电解质形成了无机主导的阴极电解质介相 (CEI),增强氧化电阻并减轻过渡金属溶解.
- DFEC 干扰了 Li+-PC 协调,使得在石墨阳极上具有降低界面阻抗的稳定固体电解质间相 (SEI) 成为可能.
- 在室温下2000个循环 (2.8-4.4V) 后实现了76.7%的容量保留,在-20°C下保持了91%的RT容量.
结论:
- 拟议的基于PC的电解质与DFEC为LIBs的高压耐用性和低温功能提供了协同解决方案.
- 这种电解质工程方法在性能和稳定性方面超过了传统的EC系统.
- 介绍了一个可扩展的解决方案,用于开发先进的离子电池技术.
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