陈伟/张佳AEM:苯并冠醚电解液添加剂的合理设计助力高性能Li-O2电池 2023年10月7日 下午12:43 • 未全平台发布, 顶刊 • 阅读 55 锂氧电池(LOB)因具有 3500 Wh/kg-1 的超高理论能量密度引起了全世界的关注。然而LOB 的实际应用受到OER 和 ORR 动力学缓慢、副反应导致充电性能差以及锂(Li)负极的腐蚀等阻碍。 在此,新加坡国立大学陈伟教授、新加坡科技研究局A*STAR张佳等团队将具有不同空腔尺寸的苯并冠醚(BCEs)用作电解质添加剂,以利用其对Li+的强结合。使用苯并-18-冠醚-6(B18C6)的电池放电容量最大,达到 14948 mAh g-1。充电时,这些添加剂通过与Li+ 的强结合以及扩展电解质/Li2O2 界面,加速了Li2O2 的氧化,从而提高了可逆性,降低了充电过电位,延长了循环寿命。 此外,这些添加剂还能通过调节Li+迁移和电子交换稳定锂负极,减少锂枝晶生长和负极腐蚀。 图1. B18C6的锂离子电池的电池性能 总之,该工作将具有不同空腔尺寸的BCEs作电解质添加剂。在ORR过程中,含有 B18C6 的电池放电容量最高,达到 14 948 mAh g-1。这种显著的性能可归因于B18C6 较大的空腔尺寸,它为形成高度稳定的 [B18C6-LiO2-Li+] 复合物提供了更多的结合位点。在 OER 过程中,这些添加剂由于与 Li+结合力强,会促进Li2O2的分解。此外,较小尺寸的Li2O2颗粒导致电解质/Li2O2 界面变大,从而增强了Li2O2的氧化动力学。 因此,使用 BCEs 的电池具有更高的可逆性能,并降低了 OER 过电位。基于 B18C6 的电池在电流速率为 200 mA g-1 时显示出最低的充电过电位。此外,添加 BCEs 还能通过平衡 Li+ 离子迁移和调节电子交换来稳定锂金属负极,从而减少枝晶生长和腐蚀。因此,该项工作为BCE作为高性能LOB添加剂的合理设计提供了见解。 图2. BCE作用机制探究 Rational Design of Benzo-Crown Ether Electrolyte Additives for High-Performance Li-O2 Batteries, Advanced Energy Materials 2023 DOI: 10.1002/aenm.202301748 原创文章,作者:v-suan,如若转载,请注明来源华算科技,注明出处:https://www.v-suan.com/index.php/2023/10/07/b84cba9271/ 电池 赞 (0) 0 生成海报 微信扫码分享 相关推荐 今日Nature封面:同步辐射,表征单个原子! 2023年10月5日 华中科技大学和清华大学团队Adv. Mater. :自旋调控设计Fe-N-C催化剂ORR动力学实现高效锌-空气电池 2024年4月18日 南大张晔/复旦彭慧胜AFM:锌金属电池循环1000小时后锌的利用率高达90% 2023年10月23日 陈忠伟/王新/张永光,最新AM! 2023年10月10日 苏州大学重磅JACS:选择性高达98%,光催化CO₂还原重大突破! 2024年4月16日 王春生Nature Energy:临界相间过电位作为全固态锂电池设计的锂枝晶抑制标准 2023年10月8日