ACS Energy Lett.:为高压钴酸锂稳定运行定制电解液

高压钴酸锂(LiCoO2)可用于制造高能量密度的锂离子电池(LIBs)。然而,岩盐相引起的差可逆性、晶格氧损失、钴浸出以及在高电压下电解液分解失控而形成的电阻性阴极-电解质界面(CEI)等不利因素限制了LiCoO2的使用。
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图1. 电解液设计
庆尚大学Tae Kyung Lee、韩国科学技术院Nam-Soon Choi等报告了一种新型合理的电解液设计,可使LiCoO2|石墨全电池在4.55 V的高充电电压下稳定运行,这种电解液设计的重点是增强体相特性,并促进形成稳定的电极-电解液界面。
具体而言,这项工作采用丁酸乙酯(EB),这是一种市售的酯类溶剂,不会诱发二氧化碳气体的生成,而且粘度较低;使用含有含氮基团的1,3,6-己三腈(HTCN)和含有三甲基硅基的亚磷酸三(三甲基硅基)酯(TMSP)有助于通过稳定PF5和清除HF,减少产生的腐蚀性化合物。
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图2LiCoO2|石墨全电池的电化学性能
此外,HTCN和氟丙二酸硼酸锂(LiFMDFB)生成了富含腈和羰基物种的CEI,LiFMDFB和氟代碳酸乙烯酯(FEC)形成了以LiF为基础的固体电解质界面相(SEI),这些都证明了锂离子电池中高压LiCoO2阴极的可逆性得到了增强。
这些方法有助于维持LiCoO2|石墨全电池(7.0 mAh cm-2)的在45℃时在4.5 V和4.55 V的高充电电压截止条件下循环200次后的高容量保持率(89.9%和61.7%)。总铁有人,这种合理的电解液设计方法可能有助于配制更先进的电解液,以实际应用于高压电池。
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图3循环后石墨负极的分析
Designing Electrolytes for Stable Operation of High-Voltage LiCoO2 in Lithium-Ion Batteries. ACS Energy Letters 2023. DOI: 10.1021/acsenergylett.3c02534

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