鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:700次 | 2022年01月04日
寧波材料所:揭示充電鋰電池循環(huán)穩(wěn)定性機(jī)理
如何在現(xiàn)有鋰離子電池可用電極材料體系的前提下,提高鋰離子電池性能特別是其循環(huán)穩(wěn)定性,是目前全世界研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)。
固體電解質(zhì)界面膜,即sei(solidelectrolyteinterface)膜是在液態(tài)電解液鋰離子電池首次(或前幾次)充放電過(guò)程中,電極材料和電解液在固液界面上發(fā)生反應(yīng),形成一層具有保護(hù)功能、覆蓋于電極材料(尤其是負(fù)極)表面的具有固體電解質(zhì)特點(diǎn)的鈍化界面層。雖然不同電解液能夠在很大程度上影響電池的性能,但是其內(nèi)在機(jī)理即不同電解液所形成的sei膜結(jié)構(gòu)、化學(xué)組成和電池的關(guān)系長(zhǎng)久以來(lái)由于缺乏有效研究手段而被忽視。
我國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)和工程研究所所屬新能源所博士沈彩及其研究團(tuán)隊(duì)最近通過(guò)利用原位電化學(xué)原子力顯微鏡實(shí)時(shí)研究了以碳酸乙烯酯(ec)和氟代碳酸乙烯酯(fec)為基礎(chǔ)電解液的sei膜的生長(zhǎng)過(guò)程,發(fā)現(xiàn)這兩種電解液所形成的sei膜在成膜電位、致密性、穩(wěn)定性和厚度上差別顯著,結(jié)合x(chóng)ps光譜分析,研究者發(fā)現(xiàn)fec電解液所形成的sei膜中含有較多的lif無(wú)機(jī)鹽,由于lif具有較好的硬度和穩(wěn)定性,結(jié)合其sei膜的致密性由此解釋了fec電解液成膜穩(wěn)定性的機(jī)理。該研究結(jié)果發(fā)表在美國(guó)化學(xué)會(huì)期刊acsappliedmaterialsinterfaces上(2015,7,25441—25447)。
電化學(xué)原子力顯微鏡結(jié)合光譜技術(shù),有望成為鋰離子電池電解液和添加劑成膜機(jī)制的有力表征手段,加快各種電解液和添加劑的優(yōu)化篩選過(guò)程。
上述工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目、中科院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)的資助。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%