低EC高电解质,使高安全性和耐用性离子电池成为可能
Junxian Hou1, Yinan Ma1, Daihua Cao1
1School of Energy and Environmental Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing, 100083, China.
一种新的不含乙烯碳酸盐的高电解质 (EC-less HEE) 显著提高了离子电池 (LIB) 的热安全性. 这种先进的电解质减少了热量产生,并提高了热失控阻力,确保了更安全,高性能的能量存储.
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:
- 高能量密度离子电池 (LIB) 中的传统电解质由于分解而构成热安全风险.
- 乙烯碳酸盐 (EC) 是一种常见的电解质成分,但可以导致LIBs的热不稳定性.
研究的目的:
- 开发一种不含乙烯碳酸盐的高电解质 (EC-less HEE),以提高NCM811红糖Gr囊细胞的热安全性.
- 调查阴离子主导溶解对电解质稳定性和电池性能的影响.
主要方法:
- 开发一种没有EC的HEE,其双离子物种 (例如PF6,FSI,TFSI) 形成由离子主导的溶解.
- 材料层次的热分析,以评估热积累和气体演变.
- 加速速度热量测量 (ARC) 测试使用1.2 Ah的NCM811RPGGr袋式电池.
主要成果:
- 没有EC的HEE显示,在材料层面的热量产生减少了75.3%.
- 细胞水平的ARC测试显示,热失效开始温度增加了41°C (143°C至184°C),最大热失效温度降低了264°C (763°C至499°C).
- 在1400个循环后,基于HEE的EC-less袋式电池保持了87.2%的容量,表明了出色的循环稳定性.
结论:
- 开发的EC-less HEE显著提高了高能量密度LIBs的热安全性.
- 带有高LUMO水平的离子主导的溶解膜有效抑制阳极的电解质减少.
- 这种电解质设计策略为实现高安全性和高性能LIB提供了一个有希望的途径.
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