AEM:无惧空气、抗Al腐蚀,新型电解液助力高压锂电池!

AEM:无惧空气、抗Al腐蚀,新型电解液助力高压锂电池!
六氟磷酸锂(LiPF6)的空气不稳定性和氟磺酰亚胺锂(LiFSI)的腐蚀性是它们在高压锂电池中用作电解液锂盐的主要障碍之一。
澳大利亚蒙纳士大学Douglas MacFarlane、Mega Kar等人报道了一类新型锂盐1,1,1,3,3,3-(四)六氟异丙氧基硼酸锂 (LiBHFip) ,介绍该盐的成功合成和表征,并探索了它们的电化学行为。
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图1 锂盐的结构
研究发现由该盐和碳酸乙烯酯:碳酸二甲酯混合物 (v/v, 50:50) 组成的电解液表现出5.0 V(相对于Li+/Li)的氧化稳定性,与基于LiPF6的电解液相比显示出明显的改善。
此外,当电压高达5.8 V(相对于Li+/Li)时,铝基底在该电解液中仍表现出高稳定性;相比之下,基于LiFSI的电解液在高于4.3 V时显示出明显的 Al 腐蚀迹象。
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图2 氧化稳定性
此外,采用高压层状LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2 (NMC811)和尖晶石LiMn2O4(LMO)正极测试的电池在200次循环中表现出稳定的循环,容量保持率分别为76%和90%。
即使在盐暴露于空气条件下24小时(水含量≈0.57质量%)后,LMO|Li电池仍能在1000次循环中保持相同的低容量衰减率。
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图3 对Al的稳定性
Lithium Borate Ester Salts for Electrolyte Application in Next-Generation High Voltage Lithium Batteries. Advanced Energy Materials 2021. DOI: 10.1002/aenm.202101422

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