物理科技生物学-PHYICA

反应性电解质添加剂改善锂金属电池性能

技术工程 2022-02-27 21:54:29

Reactive electrolyte additives improve lithium metal battery performance通过在锂金属阳极上创建双层SEI和在富镍阴极上创建保护性CEI,具有不同电子接受能力和吸附倾向的二氟(双草酸)磷酸锂作为F供体和硝酸锂作为N供体的组合提高了Li| NCM811全电池的循环性能。信用:韩国先进科学技术研究所(KAIST)的一个研究小组表明,电解质添加剂可以延长锂金属电池的寿命,并显著改善快速充放电性能。KAIST hiera化学和生物分子工程系的南顺Choi教授的团队研究了固体电解质界面,使其成为双层结构,并展示了锂金属电池的突破性运行时间。研究小组应用了两种具有不同还原和吸附性能的电解质添加剂来改善双层固体电解质界面的功能。此外,研究小组已经证实,富镍阴极的结构稳定性是通过在阴极上形成薄保护层来实现的。这项研究发表在《储能材料》杂志上。

确保高能量密度锂金属电池具有长寿命和快速充电性能,对于实现其作为电动汽车高级电源的普遍使用至关重要。锂金属电池包含一个锂金属阳极,其容量比锂离子电池中的gr aphite阳极高10倍。因此,锂金属是实现高能可充电电池不可缺少的正极材料。然而,电解质与锂金属阳极之间的不良反应会降低功率,这仍然是获得更长电池寿命的障碍。以往的研究只关注锂金属阳极表面固体电解质界面的形成。

该团队设计了一种方法,根据电解质添加剂的电子接受能力和吸附倾向,创建双层固体电解质界面,以解决锂金属阳极的不稳定性。锂金属阳极上固体电解质界面的这种分级结构有可能进一步应用于锂合金阳极、锂存储结构和无阳极技术,以满足市场对电解质技术的期望。

具有锂金属阳极和富镍阴极的电池在600次循环后代表初始容量的80.9%,并实现了99.94%的高库仑效率。这些显著的结果促进了锂金属阳极保护性双层固体电解质界面技术的发展。

Choi教授表示,该研究为电解质添加剂的开发提出了新的方向,以调节不稳定的锂金属阳极和电子电解质界面,这是锂金属电池研究中的最大障碍。

她补充说,无阳极二次电池技术有望成为二次电池市场的游戏规则改变者,电解质添加剂技术将有助于通过稳定锂金属阳极来增强无阳极二次电池。

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