A. Manthiram教授Angew：解析锂离子电池中由温度脉冲引起的电极-电解质界面变化

尽管人们普遍认为工作温度会显著影响锂离子电池的能量密度和循环寿命，但对环境温度骤变对电极-电解质界面化学性质的影响仍缺乏足够的了解。

图1. 有无温度脉冲条件下的电池性能对比

美国德克萨斯大学奥斯汀分校Arumugam Manthiram等系统地研究了温度脉冲（T脉冲）对LiNi_0.8Mn_0.1Co_0.1O₂(NMC 811)软包全电池电化学性能的影响。值得注意的是，与静态条件下工作的电池相比，T脉冲下的全电池始终表现出加速的容量衰减。

作者利用高化学和空间分辨率进行的先进表征揭示出T脉冲会迅速导致CEI结构和化学性质恶化，并可能由于CEI体积和溶解度发生更显著的变化而使正极与电解液发生更多寄生副反应，而在短期循环（例如200次循环）期间，T脉冲对SEI的影响相对较小。

图2. 短循环后CEI的表征

同时，由于对正极的保护不足，正极电解液的副反应在经历过T脉冲的正极中发生得更为剧烈。更严重的是，经过T脉冲的电池在随后的长期循环（如800次循环）后，过渡金属沉积、电解液还原产物和”死”锂物种会逐渐积累在石墨负极上。

这项工作的结果表明，保持相对稳定的工作环境对汽车电池非常重要。该研究采用的模拟方法可应用于其他电池系统，并促进对固态电解质、锂金属负极、硅负极和硫正极等不同组件的温度影响的探索。

图3. 短循环后SEI的表征

Irreparable interphase chemistry degradation induced by temperature pulse in lithium-ion batteries. Angewandte Chemie International Edition 2023. DOI: 10.1002/anie.202313437

原创文章，作者：科研小搬砖，如若转载，请注明来源华算科技，注明出处：https://www.v-suan.com/index.php/2023/11/28/af9968fbbf/

A. Manthiram教授Angew：解析锂离子电池中由温度脉冲引起的电极-电解质界面变化

相关推荐

分享到：