廈大董全峰/鄭明森Small:β-胡蘿卜素捕獲活性氧實現長壽命富鋰正極 2023年10月18日 上午9:41 ? 頭條, 干貨, 頂刊 ? 閱讀 16 具有高能量密度的富鋰層狀氧化物(LR)是很有前途的正極材料,其關鍵問題是在高電壓下晶格氧的釋放以及造成的電解液分解、晶體結構的不可逆相變、容量退化和電壓衰減。因此,捕獲活性氧并通過清除效應進一步構建正極-電解液界面(CEI)保護層是解決這些問題的基本步驟。 在此,廈門大學董全峰教授、鄭明森教授等人選擇β-胡蘿卜素(C40H56)作為清除分子并將其添加到電解液中,以捕獲第一次高壓充電產生的活性氧物種,然后通過原位清除作用構建多功能CEI。具體而言,β-胡蘿卜素具有淬滅單線態(tài)氧和清除氧自由基的作用,其抗氧化特性能夠有效清除LR首次充電時產生的活性氧,抑制碳酸鹽電解液在高壓下的分解。 此外,β-胡蘿卜素添加劑可在≈4.5 V被氧化,形成一種特殊且穩(wěn)定的雙層CEI,外層有機成分較多,內層無機成分占主導地位,有效保持表面和晶體結構的穩(wěn)定性。 圖1. 基于不同電解液的LR正極的性能對比 因此,受益于上述優(yōu)勢,含β-胡蘿卜素電解液的LR正極在1 C時200次循環(huán)后的容量保持率達到93.4%,而在對照電解液系統中僅為為62.5%。此外,正極電壓衰減也得到抑制,電壓保持率也可以達到90%。 更重要的是,DSC結果表明,含β-胡蘿卜素的電解液表現出優(yōu)異的熱力學穩(wěn)定性,保證了LR基電池的安全性能。這項研究為開發(fā)不含雜原子的新型電解液添加劑提供了思路,實現了LR正極的長壽命循環(huán)和高熱穩(wěn)定性,促進了高能量密度鋰離子電池的實際應用。 圖2. 不同電解液體系的熱穩(wěn)定性分析 An Active-Oxygen-Scavenging Oriented Cathode-Electrolyte-Interphase for Long-Life Lithium-Rich Cathode Materials, Small 2021. DOI: 10.1002/smll.202106072 原創(chuàng)文章,作者:科研小搬磚,如若轉載,請注明來源華算科技,注明出處:http://www.xiubac.cn/index.php/2023/10/18/13807ee3f6/ 電池 贊 (0) 0 生成海報 相關推薦 ?天大/西交Nat. Commun.:重構Ir-O-Mo,助力酸性水氧化! 2023年10月2日 廣大/港理工EES: 尖晶石Mn3O4中Pt單原子原位精確錨定用于高效析氫反應 2022年9月22日 做電池如烹小鮮!華理吳永真:器件減肥才能長壽,自我提升才能高效! 2023年10月14日 段鑲鋒教授/平遠教授,最新Nature Nanotechnology! 2023年10月14日 西交宋江選AEM: 在鋰負極構建自適應靜電界面實現400 Wh/kg軟包電池! 2023年10月11日 夏蘭AEM:具有非揮發(fā)性、熱可逆性的自我保護凝膠電解質 2023年10月8日