在离子电池中改进了盐添加剂的利用,通过功率调节的超声波来实现稳定的固体电解质相间层形成
Cankun Gao1,2,3, Jingni Li1,2,3,4, Xiaoling Cui1,2,3
1School of Petrochemical Technology, Lanzhou University of Technology, Lanzhou 730050, P. R. China.
ACS applied materials & interfaces
|August 7, 2025
概括
在离子电池形成期间优化超声波功率可增强盐添加剂分解和固体电解质接口 (SEI) 膜形成. 这样可以减少添加剂量,同时提高电池性能和可持续性.
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
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
背景情况:
- 离子电池 (LIB) 中的盐添加剂面临着不完全分解和低利用的挑战,导致浪费和安全问题.
- 电池形成期间的超声波应用可以加速添加物分解,但超声波功率极大地影响了效率和固体电解质接口 (SEI) 膜特性.
研究的目的:
- 研究不同超声波功率和减少的盐添加剂量对添加剂分解和SEI膜特性的影响.
- 建立超声波功率,添加剂数量和电化学性能之间的相关性,以实现高效的电解质添加剂策略.
主要方法:
- 使用X射线光电子光谱 (XPS),原子力显微镜 (AFM) 和有限元素分析 (FEA) 来分析SEI膜形成和电极表面沉积.
- 系统地改变了超声波功率水平,并在电池形成过程中降低了盐添加剂度.
主要成果:
- 在105W超声波功率下形成的SEI膜表现出最平滑和最完整的形态.
- 使用一半标准的盐添加剂量和105W超声波功率的石墨/电池在0.2C的350个循环中实现了88.49%的容量保留.
结论:
- 控制超声波功率提供了一种减少盐添加剂使用的策略,同时创建具有卓越机械性能的SEI膜.
- 这种方法提高了电化学性能,降低了成本,并促进了LIBs的绿色和可持续发展.
