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廈大趙金保AEM: 一種用于寬溫度范圍、快速動(dòng)力學(xué)高壓鋰電池的多功能雙鹽局部高濃度電解液

目前人們對(duì)更高能量密度的存儲(chǔ)設(shè)備的需求越來越迫切，鋰電池傳統(tǒng)的商業(yè)碳酸鹽電解質(zhì)僅具有有限的氧化穩(wěn)定性（約4.3 V），限制了其在高壓電池領(lǐng)域的應(yīng)用。

更重要的是電極材料在低溫條件下具有較慢的動(dòng)力學(xué)，提供的容量較小。因此，開發(fā)一種能在較寬的溫度范圍內(nèi)與高壓材料兼容的電解液就顯得尤為重要。

在此，廈門大學(xué)趙金保教授等人報(bào)道了一種多功能雙鹽局部高濃度電解質(zhì) (TEH-2m-LiTD+10%FEC)，含有10 wt%的碳氟酸鹽 (FEC)。

將其結(jié)合到Li||Ni_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂（Li||NCM523）電池中，在25℃、1C電流密度下充電至4.6 V，循環(huán)200次后容量仍能保持近89%，顯示出良好的高壓循環(huán)穩(wěn)定性。此外，在10C時(shí)還實(shí)現(xiàn)了65% (≈130 mAh g^-1) 比容量的高倍率性能。

圖1. 基于五種電解液的Li||NCM523電池循環(huán)后的TEM圖像和XPS表征對(duì)比

此外，即使在-80 °C下，它仍保持液體狀態(tài)并表現(xiàn)出良好的離子導(dǎo)電性，并使 Li||NCM523電池在-40°C時(shí)可提供50%以上的室溫容量，并在相同條件下穩(wěn)定循環(huán)超過200次，實(shí)現(xiàn)出色的低溫快速充電/放電性能。

它還具有與鋰金屬和石墨負(fù)極的兼容性。這項(xiàng)工作為快速動(dòng)力學(xué)、高電壓、低溫鋰電池電解液的設(shè)計(jì)提供了新思路。結(jié)果表明，直接由最佳高濃度電解質(zhì)制成的電解液不是最合適的方法，將稀釋劑與添加劑結(jié)合使用是必要且有效的。

圖2. 基于該電解液的Li||NCM523全電池的低溫性能

A Multifunctional Dual-Salt Localized High-Concentration Electrolyte for Fast Dynamic High-Voltage Lithium Battery in Wide Temperature Range, Advanced Energy Materials 2021. DOI: 10.1002/aenm.202101775

原創(chuàng)文章，作者：科研小搬磚，如若轉(zhuǎn)載，請(qǐng)注明來源華算科技，注明出處：http://www.xiubac.cn/index.php/2023/10/31/3366880754/

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