​港城大AFM：调整电解质溶剂化结构和CEI薄膜实现持久的FSI双离子电池

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​港城大AFM：调整电解质溶剂化结构和CEI薄膜实现持久的FSI双离子电池
双离子电池（DIB）是一种很有前途的储能系统，具有高功率特性和快速充电能力。然而，电池的稳定性和倍率性能很大程度上取决于电解质中盐和溶剂的类型。
​港城大AFM：调整电解质溶剂化结构和CEI薄膜实现持久的FSI双离子电池
在此，香港城市大学Denis Y. W. Yu团队研究了采用高温稳定性较好的双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)作为DIB的盐，设计了四种不同浓度(1,3,5和6 m LiFSI (FEC/FEMC = 3:7)，探讨其对石墨基DIB电化学活性的影响。
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图1. 电解质的物理化学性质
研究表明，3 M LiFSI氟乙烯碳酸酯/ 2,2,2-三氟乙基碳酸甲酯(FEC/FEMC) = 3:7的电解质，在5C的倍率下循环2000次后，石墨-锂DIB的容量保持率为94.1%。在30C时，DIB的容量为100.4 mAh g – 1、容量保持率为96.3%。并且通过X射线光电子能谱和活化能计算证明其优异的电化学性能归功于正极电解质界面(CEI)薄层和快速的FSI−输运动力学。
因此，石墨-石墨全电池具有优异的循环和速率性能。但当盐浓度增加到5和6 M时，FSI -嵌入、脱出反应缓慢，这主要是由于溶剂共嵌造成的。研究表明，电解质对DIB的离子转运、表面膜的形成和稳定性起着重要作用。
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图2. 全电池电化学性能
Tuning Electrolyte Solvation Structure and CEI Film to Enable Long Lasting FSI−-Based Dual-Ion Battery, Advanced Functional Materials  2023 DOI: 10.1002/adfm.202300305

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