电场不敏感的溶解化学稳定了高压金属电池
Sen Jiang1,2, Long Chen1, Jinze Wang1
1State Key Laboratory of Silicon and Advanced Semiconductor Materials, School of Materials Science and Engineering, Zhejiang University, Hangzhou, 310027, China.
研究人员通过使用solvophilic稀释剂来稳定溶剂协调并创建电场不敏感的环境来增强基电解质的阳极稳定性,从而实现高压性能.
科学领域:
- 电化学 电化学 电化学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电池技术 电池技术
背景情况:
- 基于以太的电解质对于金属电池 (LMB) 是至关重要的.
- 在高电压下电解质氧化限制了LMB的性能.
- 了解和控制界面上的溶剂协调是关键.
研究的目的:
- 为了提高以太基电解质的阳极稳定性,用于高压LMB.
- 开发一种将溶解动力学与接口电场脱的策略.
- 调查溶剂-稀释剂相互作用在电解质稳定中的作用.
主要方法:
- 鉴定具有强烈溶剂相互作用能量 (>3.3 kcal mol-1) 的溶性稀释剂 (SPD).
- 使用二甲基乙烯基醇二甲基以太 (DEGDME) 和SPD来固溶剂分子的电解质的设计.
- 电解质性质的表征,包括双极矩减小和电场不敏感性.
- 在4.7V的电化学测试中测试了Li Ni_{0.8}$Co_{0.1}$Mn_{0.1}$O_{2}$电池.
主要成果:
- 强化溶剂-稀释剂相互作用保持了Li+-溶剂协调完整性.
- 减少了无协调的溶剂和减少了DEGDME双极矩 (<2.47 D).
- 在4.7V级电池中经过168个循环后,实现了出色的阳极稳定性,保持了80%的容量.
- 与传统电解质相比,证明了更好的循环寿命.
结论:
- 通过强烈的溶剂-稀释剂相互作用稳定溶解动力学,提高电解质的阳极稳定性.
- 对电场不敏感的溶解环境对于高压LMB来说至关重要.
- 这项工作为设计稳定的电解质用于先进的能量存储提供了机制框架.
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