溶剂化能调控实现低浓度锂电池电解液
文献类型：期刊论文
| 作者 | 彭琳珊1; 巫湘坤1; 贾梦敏1; 钱伟伟1; 张晓妍2; 周娜1; 张兰1; 菅翠营3; 张锁江1 |
| 刊名 | 科学通报
 |
| 出版日期 | 2022 |
| 卷号 | 67期号:33页码:3885 |
| ISSN号 | 0023-074X |
| 关键词 | 溶剂化能 锂电池 电解液 |
| 英文摘要 | 电解液作为锂离子电池中不可或缺但长期被忽视的组成部分,在新型电极材料的应用和储能系统的设计中起着至关重要的作用. 1M电解液由于其良好的离子导电性、电化学稳定性以及成本,被广泛应用于锂离子电池中.然而,更高的能量密度需要比容量更高的活性材料、合金型或锂金属负极、甚至无负极型电池,而1M的电解液很难支持其长期稳定循环.其主要原因在于电极/电解液界面稳定性较差,通常需要固态正/负极电解质界面(CEI/SEI)来稳定. CEI/SEI成分与电解液中Li~+的溶剂化状态(溶剂分离离子对(SSIP)、接触离子对(CIP)和团聚体(AGG))紧密相关,而Li~+溶剂化/去溶剂化过程中的能量变化是其中的决定性因素.大量研究表明,在SSIP占比较高的电解液中,通常是溶剂首先分解形成富含有机物、导通性较差的CEI/SEI. CIP或AGG比例较高的电解液,如(局部)超浓电解液,或添加了LiNO_3、氟代碳酸乙烯酯(FEC)等特殊添加剂的电解液,有利于形成富含无机物的SEI/CEI,从而提高电池循环稳定性.然而,相应的Li~+去溶剂化能(Ed)很少被讨论. 2019年, Amine团队定义了溶剂化能的概念,定量描述了典型溶剂的相对Li~+溶剂化能力; Zhang团队进一步发现,低溶剂化能的溶剂有助于降低Li~+的Ed,从而为低浓度电解液(LCEs)设计带来新的机会.在这些工作的启发下,我们以FEC和1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙醚(D2)为溶剂, 0.2 mol L-1 LiPF_6和0.05 mol L-1二氟(草酸)硼酸锂(LiDFOB)为盐,制备了LCE.通过实验和模拟对Li~+的溶剂化结构进行了解析.结果表明, Li~+与FEC的相互作用较弱, Li~+更容易从溶剂化层中脱出.此外, FEC衍生的SEI/CEI更稳定,在充放电过程中消耗的电解液更少.研究成果发表于Science Bulletin. |
| 语种 | 英语 |
| 源URL | [http://ir.ipe.ac.cn/handle/122111/57151]  |
| 作者单位 | 1.中国科学院过程工程研究所 2.西安交通大学 3.约克大学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 彭琳珊,巫湘坤,贾梦敏,等. 溶剂化能调控实现低浓度锂电池电解液[J]. 科学通报,2022,67(33):3885. |
| APA | 彭琳珊.,巫湘坤.,贾梦敏.,钱伟伟.,张晓妍.,...&张锁江.(2022).溶剂化能调控实现低浓度锂电池电解液.科学通报,67(33),3885. |
| MLA | 彭琳珊,et al."溶剂化能调控实现低浓度锂电池电解液".科学通报 67.33(2022):3885. |
入库方式： OAI收割
来源：过程工程研究所
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