3 мин. чтения
5/25/2024 7:40:01 AM

Увеличение долговечности Li-Me аккумулятора за счет минимизированного координационного разбавителя

Article Preview Image Фторированный циклический эфир с минимизированной координацией литий-ионов и продвигаемым стабильным SEI.Шестичлененный фторированный циклический эфир показывает минимизированную координацию литий-ионины и, таким образом, адаптирует близость двойных анионов вокруг ионов LI, что приводит к генерации дифференцированного с двойным анимированным SEI.Разработанный электролит с двойной соли, использующий минимизированный координационный разбавитель LI-ионной координации, способствует образованию преимущественно неорганического, бислоя SEI, состоящего из внутреннего слоя, обогащенного LI2O, и внешнего слоя, богатого в LIF, совместно усиливая обратимость и пассивацию LI-Металлический анод.Кредит: Li et al.

Батареи Li-Metal, батареи с металлическим анодом LI, являются одними из самых перспективных проектов батареи следующего поколения.Тем не менее, реакционная способность Li Metal до сих пор значительно ограничивала их стабильность циклирования, нарушая образование стабильных твердоэлектролитных интерфаз (SEI), что в конечном итоге приводит к более коротким срокам зажигания батареи.

Исследователи из Университета штата Пенсильвания, Университета Иллинойса в Чикаго и Аргоннской национальной лаборатории недавно представили новый метод расширения долговечности батарей Li-Metal.Этот метод, введенный в статье, опубликованной в Nature Energy, опирается на использование высоко фторированного циклического эфира (3,3,4,4,5,5,5-гексафтооротетрагидропиран, HFTHP), который демонстрирует ограниченную реактивность на ионы LIТаким образом, может улучшить стабильность сформированных SEI.

«Продолжая продолжительность жизни литиевых батарей (LI) включает в себя управление реакциями на аноде LI и стабилизацию твердого электролитного интерфазы (SEI) посредством стратегической регуляции композиции электролита»,-гомо-секс, Volodymyr Koverga и их коллеги написали в своей статье »,-писали гомосеяПолем«Мы синтезировали фторированный циклический эфир с минимальной координационной способностью литий-ионов и повышенной электрохимической стабильностью. Мы продемонстрировали ее важную роль в манипулировании процессом образования SEI, дифференцируя вклад двойных анионов в слой SEI».

Важнейшее различие между эфиром, которое они синтезировали, и ранее предлагаемыми линейными фторированными эфирами, такими как BTFE и TTE, заключается в том, что он демонстрирует минимизированную координацию с ионами LI.Это облегчает образование неорганического доминантного бислоя SEI в металлических ионных батареях, состоящих из богатого LI2O внутреннего слоя и богатого LIF-внешнего слоя.

Было установлено, что этот SEI значительно повышает стабильность и обратимость анодов Li-Metal.Полученные батареи Li-металлической батареи имеют удивительно длительный велосипедный срок службы, улучшенными возможностями саморазряда и высокотемпературной производительности.

Ли, Коверга и их коллеги использовали эфир для проектирования жидкого электролита для лит-металлических батарей, состоящих из 1 М Lidfob и 0,4 м Libf4 в диметоксиэтане (DME)/HFTHP.Они обнаружили, что их дизайн достиг исключительных результатов, со средним CE 99,5% для безнодных ячеек Cu || lini0,8MN0.1CO0.1O2 (NMC811) и длительный срок службы.

«Разработанный электролит показывает замечательное улучшение в сроке срока службы календаря и стабильность циклирования клеток Li (50 мкм) || NMC811 (4 мАч мАч -см -2), поддерживая емкость 80% после 568 и 218 циклов при комнатной температуре и 60 ° C, соответственно,, как”написали исследователи.«Кроме того, наши клетки для прототипа 410 WH кг -1 демонстрируют 80% удержание способности в течение 470 циклов».

Новая стратегия, представленная этой исследовательской группой, может вскоре проинформировать дополнительные исследования, в конечном итоге, способствуя разработке новых превосходных жидких электролитов для батарей с высокой плотностью.Более того, их работа способствует пониманию фторированных эфирных разбавителей, подчеркивая их потенциал для разработки решений батареи следующего поколения.

Больше информации: Guo-xing li et al., Увеличение долговечности аккумулятора лития-металла за счет минимизированного координационного разбавителя, природы энергии (2024).Doi: 10.1038/s41560-024-01519-5.

Получи бесплатную еженедельную рассылку со ссылками на репозитории и лонгриды самых интересных историй о стартапах 🚀, AI технологиях 👩‍💻 и программировании 💻!
Присоединяйся к тысячам читателей для получения одного еженедельного письма

Подписывайся на нас:

Нашли ошибку в тексте? Напишите нам.

Добавляй ЛРНЧ в свою ленту Google Новостей.
Читайте далее 📖

Тепловой регулятор может повысить безопасность литий-ионных батарей высокой емкости

6/22/2024 · 3 мин. чтения

Тепловой регулятор может повысить безопасность литий-ионных батарей высокой емкости

Новые полимерные электролитные мембраны для топливных элементов могут работать при 250 ° C

6/21/2024 · 3 мин. чтения

Новые полимерные электролитные мембраны для топливных элементов могут работать при 250 ° C