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Angew. Chem.:獨特結構的有機-無機雜化界面實現耐≥100℃高溫液態鋰離子電池2024-10-23
耐高溫鋰離子電池在太空探索等國防領域有廣泛的應用,但是高溫下電池容量的快速衰減及潛在的安全問題成為制約其快速發展的瓶頸。

近日,國防科技大學肖培濤、鄭春滿教授、陳宇方副教授,以耐高溫弱溶劑化電解液為研究對象,通過調控電解液溶劑化結構及引入高鍵能成膜添加劑,構筑了具有獨特有機-無機雜化界面:在該界面中,富含B,F的無機界面呈現梯度分布,富含Si的有機界面則均勻分布在整個界面中。該界面可有效在保持較好離子電導率和穩定性的同時,避免了高溫、高壓下電極-電解液副反應,從而有效提升液態鋰離子電池高溫性能。

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圖1.電解液設計原則

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圖2 有機-無機雜化界面形貌和組分表征

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圖3 高溫電化學性能表征

上述獨特界面構筑有效提升液態鋰離子電池在高壓(≥4.3 V)、高溫條件下的性能。Ah級軟包電池在80℃、4.3V截止電壓下經過100周循環后容量保持率為92.3%,且沒有明顯的產氣和過渡金屬離子溶出現象。ARC測試進一步表明鋰離子電池安全性得到進一步提升。上述構筑耐高溫鋰離子電池的策略為加速高安全、耐高溫液態鋰離子電池應用提供了理論依據和實驗支撐。

文信息

Interface Engineering via Manipulating Solvation Chemistry for Liquid Lithium-Ion Batteries Operated≥100?°C

Hongjing Gao,?Yufang Chen,?Tao Teng,?Xiaoru Yun,?Di Lu,?Guangmin Zhou,?Yun Zhao,?Baohua Li,?Xing Zhou,?Chunman Zheng,??Peitao Xiao

Angewandte Chemie International Edition

DOI:?10.1002/anie.202410982

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