上交/南科大/宁德时代ACS Energy Letters：超润湿电解质工程用于快充锂离子电池

锂离子电池（LIB）由于其固体电解质界面层（SEI）的覆盖不完全和性能不理想导致其在快充领域仍面临重大挑战。然而，传统的电解质工程方法受到粘度增加润湿性低以及理想 SEI 生长成本高的阻碍。

在此，上海交通大学万佳雨、南方科技大学罗光富、刘科、宁德时代新能源科技股份有限公司Li Xing等人提出了一种通用策略即利用超低浓度的超润湿电解质在石墨负极上形成均匀且致密的SEI。

研究表明，在低电流形成过程中，该电解质会导致高过电位进而形成富含无机成分的 SEI 。因此，采用超润湿电解质的 LIB 具有显著的循环稳定性和 5 C 的高倍率性能，容量为 166 mAh g^-1。此外，该性能在软包电池中也得到了很好的验证。

图1. 不同放电模式下 LIB 石墨负极中 SEI 的形成示意图

总之，该工作介绍了一种在锂电池中利用超润湿电解液获得了富含无机成分SEI 层的新方法。研究表明，该种电解质在低电流形成过程中会产生高过电位。这种高过电位有利于在 SEI 层内形成 Li₂CO₃ 和Li₂O 等无机成分。此外，SEI 层中无机成分的存在降低了界面电阻，增强了锂离子传输，并抑制了电解质的进一步分解。因此，使用该种超低浓度电解质形成SEI的石墨负极具有良好的循环稳定性、倍率性能和充电效率。

为了深入了解 SEI 形成的机理，作者进行了 XPS、EIS、GITT 和 DFT 计算发现，负极的电极电位是决定 SEI 层组成和结构的关键因素。因此，该项研究为优化 SEI 层和实现高性能锂离子电池的应用提供了一种简单而有效的策略。

图2. 石墨||NCM811 软包电池性能

Superwettable Electrolyte Engineering for Fast Charging Li-Ion Batteries, ACS Energy Letters 2024 DOI: 10.1021/acsenergylett.3c02572

原创文章，作者：wang，如若转载，请注明来源华算科技，注明出处：https://www.v-suan.com/index.php/2024/05/28/1a022c439f/

上交/南科大/宁德时代ACS Energy Letters：超润湿电解质工程用于快充锂离子电池

相关推荐