聯系我們 - 廣告服務 - 聯系電話：
您的當前位置： > 產業 > > 正文

當前快訊:清華團隊發布電解液最新研究

來源：新能源創新材料 時間：2023-05-19 18:54:58


(資料圖片僅供參考)

2023年5月10日，清華大學張強教授團隊在Cell Press細胞出版社材料旗艦期刊Matter上發表了題為“Inhibiting gas generation to achieve ultralong-lifespan lithium-ion batteries at low temperatures”的研究文章。該研究揭示了基于羧酸酯基電解液體系鋰離子電池低溫循環的產氣機制，提出了高鹽乙酸乙酯基電解液策略抑制氣體生成，力爭實現電化學動力學和界面穩定性的兼顧，開發出在極端環境下高效工作的電池器件。

研究亮點

1. 揭示了基于羧酸酯基電解液體系鋰離子電池低溫循環的產氣機制。

2. 提出了高鹽乙酸乙酯基電解液策略抑制氣體生成。

3. 實現了Ah級軟包全電池在?20°C充電/放電工況下超過一年的穩定長循環壽命，創造新紀錄。

在常規鋰鹽濃度的乙酸乙酯（EA）基電解液中，由于參與固態電解質界面膜（SEI）形成的陰離子較少，即使在成膜添加劑存在的情況下，也無法鈍化低溫循環過程中析出的金屬鋰。EA與金屬鋰持續的劇烈反應導致大量氣體生成以及 SEI和石墨體相結構迅速衰退。

在高鹽EA基電解液中，豐富的陰離子和添加劑協同形成了致密且薄的SEI。這種富含 LiF ，無機主導的 SEI 有效地鈍化了低溫循環過程中析出的金屬鋰，抑制了低溫產氣行為，實現了低溫長循環過程中極為穩定的石墨-電解液界面。

全天候電動汽車的發展能有效支撐交通運輸領域的“脫碳”，鋰離子電池 (LIBs) 低溫下的高能量密度和長壽命則是推動全天候電動汽車實用化的關鍵。電解液的性質決定著鋰離子電池的低溫性能。使用高熔點碳酸乙烯酯基電解液的商用鋰離子電池低溫性能差，當溫度低于?20°C，電池已無法正常工作。使用以羧酸酯為代表的低熔點溶劑（LTS）可以極大拓寬LIBs的低溫工作范圍。然而，使用LTS基電解液的鋰離子電池在低溫循環過程中會產生大量氣體。這些氣體對電極造成的附加應力，造成電池循環壽命快速衰減。盡管產氣是鋰離子電池低溫循環快速失效的罪魁禍首之一，但氣體產生的機制和相應的抑制策略仍鮮有研究。該研究成果揭示了LTS和析出的Li在低溫下連續且劇烈的副反應是電池低溫循環產氣的主要原因。該工作提出了一種基于EA的高鹽電解液體系，通過形成致密均勻的SEI有效地鈍化了析出的Li，杜絕了Li與EA的副反應，從而抑制了電池的低溫產氣行為。基于該電解液策略，所得Ah級LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2（NCM811）/石墨軟包電池在?20°C, 0.2 C下實現了超過一年的穩定長循環。

發布人：文濤

關注索比儲能官方微信，第一時間獲取行業資訊！

關鍵詞:【儲能】【電解液】
責任編輯：

標簽：

相關推薦：

精彩放送：

新聞聚焦
Top 岛国精品在线