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港理工張標(biāo)等Angew.：穩(wěn)定高溫NCM811-Li電池界面的最新研究！

來(lái)源：時(shí)間：2023-05-22 14:34:29 瀏覽：2336次

第一作者：Zhijie Wang和Changsheng Chen

通訊作者：朱葉教授和張標(biāo)教授

通訊單位：香港理工大學(xué)

DOI: 10.1002/ange.202303950

研究背景

乙醚電解質(zhì)在鋰金屬電池（LMBs）中具有一定前景，但大多數(shù)最先進(jìn)的乙醚電解質(zhì)仍然不能在稀釋濃度的NCM811-Li電池中形成可靠的電極-電解質(zhì)界面，特別是在高溫下工作時(shí)?；诖?，香港理工大學(xué)張標(biāo)課教授和朱葉教授等人報(bào)道了一種簡(jiǎn)單而有效的策略來(lái)打破這一瓶頸，并穩(wěn)定高溫NCM811-Li電池在醚電解質(zhì)中的界面。這種設(shè)計(jì)原理可以擴(kuò)展到開發(fā)其他堿金屬/離子電池的先進(jìn)電解質(zhì)。

文章要點(diǎn)

1、本文通過(guò)將乙二醇二甲基醚（EGDME）的末端基團(tuán)從甲基逐漸延伸到正丁基，可以提高醚電解質(zhì)的綜合穩(wěn)定性。在1 M的濃度下，實(shí)現(xiàn)了陰離子主導(dǎo)的溶劑化結(jié)構(gòu)，抑制了電極-電解質(zhì)的相互作用，構(gòu)建了更薄、更致密、更富含無(wú)機(jī)物的固體/陰極-電解質(zhì)界面。同時(shí)，NCM811正極的相變和結(jié)構(gòu)退化也得到了緩解。

2、在乙二醇二丁基醚（EGDBE）基電解質(zhì)中，Li-Cu電池在60 ℃下的庫(kù)侖效率（CE）提高到99.41%，循環(huán)壽命超過(guò)200次。高溫NCM811-Li電池在50 μm Li、10 μL mAh^?1貧電解質(zhì)和高于2.2 mAh cm^?2中高負(fù)極負(fù)載條件下，平均庫(kù)侖效率穩(wěn)定在99.77%，壽命延長(zhǎng)400%以上。

圖文展示

圖1.電解質(zhì)的設(shè)計(jì)及其對(duì)穩(wěn)定電極-電解質(zhì)界面的影響

圖2. Li金屬負(fù)極的可逆性

圖3. Li金屬負(fù)極在Li-Cu電池中60 ℃循環(huán)50次后的表面性能

圖4. NCM811-Li電池的電化學(xué)性能

圖5. NCM811正極在循環(huán)100次后表面化學(xué)性質(zhì)和結(jié)構(gòu)

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