弱溶解和无共间隔的以太基电解质提高了LiFePO4的低温和快速充电性能
Ziwei Wang1,2, Xuewei Gu3, Jiacheng Zhu1,2
1Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics, Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences, Beijing, 100190, China.
一种新型的弱溶解电解质通过改善离子传输和在极低温度下实现稳定运行来提高离子电池的性能,克服了当前铁酸盐 (LFP) 和石墨 (Gr) 系统的局限性.
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
- 储能 储能 储能 储能 储能 储能
背景情况:
- 离子电池 (LIB) 与铁酸盐 (LFP) 阴极和石墨 (Gr) 阳极广泛使用,因为它们的安全性和周期寿命.
- 然而,缓慢的离子溶解和传输限制了快速充电和低温性能.
- 这限制了它们在苛刻环境中的应用.
研究的目的:
- 开发一种新型的电解质,以提高基于LFP的LIB的快速充电和低温性能.
- 为了解决缓慢溶解动力学和界面Li+传输的局限性.
- 在极端温度条件下可靠地储存能量.
主要方法:
- 使用2 - 甲基四二 (2MT) 和乙烯碳酸盐 (FEC) 制备了一个弱溶解乙烯 (WSE) 电解质.
- 研究了电解质的特性,包括溶解能力,固态阻碍和结点.
- 使用WSE电解质,在各种温度下评估了GraysoundLi半电池和LFPGraysoundGr全电池的电化学性能.
主要成果:
- 体电解质表现出快速的Li+解溶动力学和非常低的结点 (-117.67°C).
- 它在石墨阳极上形成了一个稳定的,离子导体的固体电解质介相 (SEI) 层,富含LiF,Li3N,Li2CO3和Li2O.
- 电池表现出极好的速度能力,循环稳定性和高特异性容量在-30°C下,可靠的功率传输到-60°C下.
结论:
- 开发的WSE电解质有效地克服了传统电解质对于基于LFP的LIB的局限性.
- 其独特的特性使其在低温下具有卓越的性能和稳定的循环运行.
- 这种电解质对于极端温度的储能应用非常有前途.
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