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美国太平洋西北国家实验室Angew:可确保高压锂离子电池稳定运行的先进的低易燃电解质

美国太平洋西北国家实验室Angew:可确保高压锂离子电池稳定运行的先进的低易燃电解质 科学材料站
2021-04-02
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导读:本文通过对TMP a采用局部高浓度电解质(LHCE)的独特溶剂化结构,并通过电解质添加剂调节溶剂化鞘的组成,可以在Gr || LiNi中使用TMP a基电解质实现出色的电化学性能。


文章信息

可确保高压锂离子电池稳定运行的先进的低易燃电解质
第一作者:Hao Jia
通讯作者:Wu Xu*
单位:美国太平洋西北国家实验室

研究背景

基于高镍(Ni)含量的锂离子电池(LiBs)受到了科学界和工业界的广泛关注,因为它们可在提供高能量密度在较高的截止电压下运行。然而,增加的能量密度通常会缩短循环寿命并加剧安全隐患。液体电解质作为LIBs的关键成分,在LIBs的安全性和电化学性能中都起着决定性的作用。在高截止电压下运行的高Ni NMC基LIB的电池化学中,由于其高易燃性,低化学稳定性和劣质电解质中间相(SEIs),因此最新的LiPF6-有机碳酸酯基电解质被认为是不相容的。

文章简介

基于此,美国太平洋西北国家实验室Wu Xu等在国际期刊Angewandte Chemie上发表题为“Advanced low‐flammable electrolytes for stable operation of high‐voltage lithium‐ion batteries”的研究工作。
在这项工作中,通过对TMP a采用局部高浓度电解质(LHCE)的独特溶剂化结构,并通过电解质添加剂调节溶剂化鞘的组成,可以在Gr || LiNi中使用TMP a基电解质实现出色的电化学性能。

本文要点

要点一:本文通过采用LHCE概念成功地用作定量电解质溶剂。同时,由于电解质独特的溶剂化结构,通过LiFSI和TMPa之间的协同分解,可以在Gr电极上形成有效的SEI。

要点二:本文通过将功能性电解质添加剂(包括EC,VC和FEC)引入E-TMPa,成功解决电池在充电/放电循环后出现的容量衰减问题。

要点三:与传统的LiPF6-有机碳酸酯基电解质相比,这项研究中的E-TMPa-F在截止电压为4.4 V的Gr || NMC811电池中实现了更高的安全性和更长的循环寿命。

文章链接

Advanced low‐flammable electrolytes for stable operation of high‐voltage lithium‐ion batteries
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202102403


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