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LHCEs應用最新成果丨成會明院士JACS
來源: 時間:2023-11-06 09:58:05 瀏覽:1972次

第一作者:Zhihong Piao、Xinru Wu

通訊作者:成會明院士、周光敏副教授

通訊單位:中科院深圳先進技術研究院、清華大學深圳國際研究生院

DOI:10.1021/jacs.3c08733


研究背景



鋰金屬電池(LMBs)與高壓富鎳正極相結合,有希望滿足日益增長的電池行業對高能量密度的需求。然而,侵略性電極化學對所使用的電解質施加了極限條件。在各種優化電解質中,局域高濃度電解質(LHCEs)對鋰金屬負極具有良好的可逆性。由于它們由熱化學和電化學不穩定的溶劑組成,它們在高溫和高截斷電壓下的穩定性較差。基于此,中科院深圳先進技術研究院成會明院士、清華大學深圳國際研究生院周光敏副教授等人開發了一種半分離的單溶劑電解質,將溶劑化和非溶劑化片段集成到一個分子中,構建一個典型的LHCEs溶劑化結構。所設計的電解質對兩種電極都表現出特殊的穩定性,抑制了Li枝晶的生長、相變、微裂化和過渡金屬的溶解。


文章要點



1、作者開發了一種使用雙功能溶劑來生產半分離的單溶劑電解質,用于在極端條件下工作的LMBs。在LHCEs中繼承了陰離子主導的溶劑化結構,作者設計的電解質通過形成無機間相來穩定兩種電極,顯著優于傳統的碳酸鹽電解質。

2、與C-LHCE相比,所制備的電解質具有更高的氧化穩定性和熱穩定性。使用這種新型電解質的Li||NCM811電池在-20 °C-60 °C的寬溫度范圍內穩定運行,在4.7 V下運行100次循環后可保持95.6%,在180次循環后可保持約82.8%的高保留容量。本工作為擴展LHCEs的應用提出了一種新的策略,為未來的電解質工程和安全的高壓LMBs提供了新的道路。


圖文展示



圖1. QSE及其溶劑化結構的設計

 

圖2. LMA上的間相和Li電鍍/剝離可逆性

 

圖3.Li||NCM811全電池的性能

 圖4. NCM811的微觀結構演化和CEI性質

 

圖5.比較QSE與C-LHCE

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全部 3小時前 四川
文字是人類用符號記錄表達信息以傳之久遠的方式和工具。現代文字大多是記錄語言的工具。人類往往先有口頭的語言后產生書面文字,很多小語種,有語言但沒有文字。文字的不同體現了國家和民族的書面表達的方式和思維不同。文字使人類進入有歷史記錄的文明社會。
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