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8篇電池頂刊:楊全紅、陸俊、車仁超、黃建宇、梁耀彰、劉平、李典森、喬羽等成果集錦!

1. 楊全紅/陶瑩AEM: 離散石墨微晶實現(xiàn)鉀離子電池中的高速離子插層
8篇電池頂刊:楊全紅、陸俊、車仁超、黃建宇、梁耀彰、劉平、李典森、喬羽等成果集錦!
石墨為商用鋰離子電池鋪平了道路,并且由于其低充放電平臺而顯示出作為高能鉀離子電池(PIB)負(fù)極的巨大潛力。然而,石墨中大K+的有限擴散導(dǎo)致難以在高倍率下生成第一階段石墨-插層化合物(GIC)KC8,因此平臺容量低且倍率性能差。
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在此,天津大學(xué)楊全紅教授、陶瑩副教授等人以碳分子篩(CMS)為原料經(jīng)2800 ℃高溫加熱制備了中等尺寸范圍(沿ab平面晶粒尺寸La=70~165 nm,沿c軸晶粒尺寸Lc=20~28 nm)的離散石墨微晶碳(MC),并將其作為高能大功率PIB負(fù)極。由于KC8的輕松形成,這種碳負(fù)極材料在20 mA g-1下具有創(chuàng)紀(jì)錄的293 mAh g-1平臺容量,在500 mA g-1的電流密度下具有令人印象深刻的180 mAh g-1倍率性能,在300 mA g-1下循環(huán)200次后容量保持率為82%。相比之下,具有較大微晶(La=915 nm,Lc=35 nm)的商用石墨(LC)和具有較小尺寸范圍(La=48 nm,Lc=17 nm)的石墨微晶碳(SC)在20 mA g-1下的平臺容量僅為242和244 mAh g-1,500 mA g-1下的倍率性能僅為51和60 mAh g-1。在300 mA g-1下,LC循環(huán)90次后容量保持率為47%,SC循環(huán)200次后容量保持率為62%。
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圖1. LC、MC和SC的電化學(xué)性能
結(jié)合動力學(xué)分析和operando拉曼光譜,作者發(fā)現(xiàn)高階GICs的形成(在KC24之前)是K+插層的速率決定步驟,這是形成KC8的關(guān)鍵。這些結(jié)果表明,中等尺寸范圍內(nèi)的石墨微晶可改善K+在碳負(fù)極材料中的擴散動力學(xué),同時為K+插層提供足夠的反應(yīng)位點以高速生成KC8,從而提高平臺容量和倍率性能。而具有大微晶的LC只能形成具有不令人滿意的平臺容量和倍率性能的GIC(KC24)。對于具有小微晶的SC,雖然在插層的初始階段可以看到較快的動力學(xué),但由于孔洞封閉導(dǎo)致K+插層位點減少且體積擴散受限而只能形成少量的KC24,所以平臺容量較低且倍率性能較差??傊?,這項工作不僅為石墨微晶碳中的K+插層機制提供了新的見解,而且還提出了一種設(shè)計用于高能和高功率PIB及可能的其他電化學(xué)儲能系統(tǒng)的碳負(fù)極材料的通用策略。
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圖2. 石墨晶體構(gòu)型與K+插層行為的關(guān)系
Discrete Graphitic Crystallites Promise High-rate Ion Intercalation for KC8 Formation in Potassium Ion Batteries, Advanced Energy Materials 2022. DOI: 10.1002/aenm.202201574
2. 陸俊/徐睿/耿東生AEM: 低過電位的非水系Mg-CO2電池及其失效機制
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以CO2為正極活性物質(zhì)的Mg-CO2電池具有高效的能量儲存和CO2的增值利用等優(yōu)點,是新一代極具吸引力的電池候選者。然而,與其他金屬-CO2體系相比,由于在非水系環(huán)境中氧化還原反應(yīng)動力學(xué)相對較慢、還原產(chǎn)物分解能壘大及多電子三相正極反應(yīng)可逆性較差等關(guān)鍵問題,目前報道的非質(zhì)子Mg-CO2電池很少。
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在此,浙江大學(xué)陸俊教授、北京科技大學(xué)耿東生教授、徐睿教授及陳名揚副教授等人系統(tǒng)地研究了非質(zhì)子Mg-CO2電池中的電化學(xué)反應(yīng)途徑和失效機制,發(fā)現(xiàn)在放電過程中形成不可分解的塊狀碳酸鎂和氧化鎂是造成電池在非水系統(tǒng)中失效的根本原因。具體而言,作者首次報道了一種基于非水系電解液的可充電Mg-CO2電池,該電池不涉及任何水的促進作用且具有低過電位、高能效等優(yōu)勢。該電池由金屬鎂作為負(fù)極、0.5 M Mg(TFSI)2加入TEGDME或EMIMBF4和TEGDME的混合物 (EMIMBF4:TEGDME=1:9 vol%)中作為電解液、玻璃纖維作為隔膜(GF/D, Whatman)和碳化鉬-多壁碳納米管(Mo2C-CNTs)作為催化正極等組成。電化學(xué)測試表明,該電池電壓滯后可降低到0.7 V。當(dāng)與含有EMIMBF4的電解液結(jié)合時,電池可運行超過140個循環(huán)且電壓滯后進一步降低到0.3 V。
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圖1. 基于不同正極的Mg-CO2電池的電化學(xué)性能
基于初步的非原位/原位分析和DFT計算,作者發(fā)現(xiàn)MgC2O4是Mo2C-CNTs催化正極表面放電產(chǎn)物的主要成分,這有利于電池實現(xiàn)更快的氧化還原反應(yīng)動力學(xué)、更低的充電過電位和更高的可逆性。在CO2還原過程中,當(dāng)Mo2C催化劑的活性位點逐漸被正極表面形成的MgC2O4阻擋時,其他放電產(chǎn)物包括MgO、MgCO3和C也開始形成,而MgO的不可逆性和部分塊狀MgCO3導(dǎo)致電池在循環(huán)過程中失效。因此,減少Mg-CO2電池放電產(chǎn)物中MgCO3和MgO的形成將是提高其循環(huán)壽命的關(guān)鍵,增加催化劑表面積和選擇合適的電解液添加劑似乎是改善當(dāng)前電池系統(tǒng)的有希望的方法。總之,這項工作為可充電非水系Mg-CO2電池展示了一種有前景的戰(zhàn)略選擇,可同時解決能源和環(huán)境問題。
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圖2. Mg-CO2電池失效機理研究
A Nonaqueous Mg-CO2 Battery with Low Overpotential, Advanced Energy Materials 2022. DOI: 10.1002/aenm.202201675
3. 復(fù)旦車仁超AEM: 陽離子空位有序超結(jié)構(gòu)增強鎢青銅負(fù)極的循環(huán)穩(wěn)定性
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由于其結(jié)構(gòu)開口和可調(diào)節(jié)性,鈮基鎢青銅氧化物最近成為極具吸引力的鋰離子電池(LIBs)快充負(fù)極。然而,具有鎢青銅結(jié)構(gòu)的電極通常會受到由Li+嵌入/脫嵌引起的結(jié)構(gòu)變化的影響,導(dǎo)致循環(huán)性能不理想。
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為避免上述問題,復(fù)旦大學(xué)車仁超教授等人設(shè)計并制備了一種新型四方鎢青銅 (TTB)結(jié)構(gòu)Ba3.4Nb10O28.4(BNO),并將其作為具有突出循環(huán)性能的LIB負(fù)極材料。其中,作者通過簡單的固態(tài)方法制備了BNO塊體,而BNO@C微球的合成采用噴霧干燥法,分為前驅(qū)體制備、噴霧干燥和煅燒三個過程。電化學(xué)測試表明,BNO在0.1 C時初始充電容量為167 mAh g-1,首圈庫侖效率為55.7%。相比之下,BNO@C提供了252 mAh g-1的增強可逆容量和70.6% 的更高首圈庫侖效率。此外,BNO和BNO@C均表現(xiàn)出優(yōu)異的倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性,其中 BNO@C優(yōu)于BNO。重要的是,基于商用LiFePO4正極和BNO@C負(fù)極組裝的全電池也表現(xiàn)出令人滿意的倍率性能和循環(huán)壽命,即使在5 C下循環(huán)2000次后容量仍保持84.6%,證實了該負(fù)極的實際應(yīng)用可行性。
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圖1. LiFePO4|BNO@C全電池的電化學(xué)性能
通過多種表征和理論研究,作者提出了一種合理的Li+傳輸和嵌入機制:最初,由于BNO顆粒之間的晶界,來自外部的Li+被快速傳輸。然后,它們移動到具有陽離子空位有序超結(jié)構(gòu)的單個粒子中,其中Li+沿著孿晶邊界或陽離子空位帶遷移并最終嵌入活性位點。憑借穩(wěn)定的上層結(jié)構(gòu),暗帶中空置的三角形和四邊形隧道充當(dāng)Li+存儲的活性中心,而亮帶中的非活性五邊形確保了局部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。因此,優(yōu)異的倍率性能可歸因于較大的Li+擴散系數(shù),這得益于其內(nèi)部的實質(zhì)性邊界和快速傳輸路徑。穩(wěn)定的循環(huán)性能源于BNO和BNO@C的低應(yīng)變特性,這得益于前所未有的陽離子空位有序超結(jié)構(gòu)??傊@項研究對于建立鎢青銅負(fù)極結(jié)構(gòu)-性能關(guān)系并促進穩(wěn)定LIB負(fù)極的合理設(shè)計具有重要意義。
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圖2. BNO和BNO@C的原位XRD表征
Cation-Vacancy Ordered Superstructure Enhanced Cycling Stability in Tungsten Bronze Anode, Advanced Energy Materials 2022. DOI: 10.1002/aenm.202201967
4. 黃建宇/朱凌云等AFM: 碳涂層全面提高全固態(tài)鋰電池中Sb2S3正極性能
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硫化銻(Sb2S3)是一種很有前途的電極材料。然而,其較差的電子/離子導(dǎo)電性嚴(yán)重阻礙了其實際應(yīng)用。
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在此,燕山大學(xué)黃建宇教授、張利強研究員、唐永福教授及桂林電器科學(xué)研究院朱凌云教授等人通過水熱處理方法制備了碳包覆的Sb2S3納米棒(Sb2S3@C)以解決上述問題。進一步,作者在由InLi負(fù)極和Li10Si0.3PS6.7Cl1.8固態(tài)電解質(zhì)(SSE)組成的全固態(tài)鋰電池(ASSLBs)中評估了Sb2S3和Sb2S3@C的電化學(xué)性能。其中,Sb2S3@C正極在0.1 A g-1時的首圈循環(huán)放電容量為711 mAh g-1(CE為84%),穩(wěn)定循環(huán)容量為431 mAh g-1,遠高于無涂層Sb2S3正極(首圈循環(huán)放電容量為125 mAh g-1,穩(wěn)定循環(huán)容量為320 mAh g-1)。此外,Sb2S3@C的倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性也優(yōu)于Sb2S3電極,證明了無定形碳涂層的優(yōu)勢。在完全活化后,沒有碳保護層的純Sb2S3電極在充放電過程中會發(fā)生嚴(yán)重的體積變化,這可能導(dǎo)致 Sb2S3納米棒斷裂和粉化。
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圖1. 純Sb2S3和Sb2S3@C電極的電化學(xué)性能
為了闡明Sb2S3納米棒的潛在反應(yīng)機制及碳涂層在鋰化-脫鋰過程中的作用,作者在TEM內(nèi)部構(gòu)建了一個固態(tài)納米電池(由Sb2S3@C納米棒工作電極、自然生長的Li2O SSE和Li金屬對電極組成)用于原位電化學(xué)測試。結(jié)果顯示,碳涂層充當(dāng)電子/離子導(dǎo)電導(dǎo)管,可顯著促進電極中的電荷轉(zhuǎn)移。因此,Sb2S3@C電化學(xué)迅速從插層轉(zhuǎn)變?yōu)橥耆辖鸹H欢?,沒有碳涂層的Sb2S3納米棒的嵌入和轉(zhuǎn)化反應(yīng)緩慢且合金化反應(yīng)幾乎受阻,從而嚴(yán)重限制了容量。這些關(guān)于Sb2S3納米結(jié)構(gòu)中鋰化或脫鋰過程中的相變路徑和轉(zhuǎn)化動力學(xué)的研究結(jié)果為了解鋰離子在電極材料中的擴散機制提供了重要的見解,這可能指導(dǎo)在ASSLBs中設(shè)計具有增強電化學(xué)性能的新型金屬硫化物電極。
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圖2. Sb2S3@C納米棒在鋰化-脫鋰循環(huán)過程中的形態(tài)演變
Boosting the Rate Performance and Capacity of Sb2S3 Nanorods Cathode by Carbon Coating in All-Solid-State Lithium Batteries, Advanced Functional Materials 2022. DOI: 10.1002/adfm.202204231
5. 北航李典森AFM: 硒摻雜+銅集流體氧化還原實現(xiàn)硒電極中鈉的高效存儲
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硒(Se)具有高比容、高電子和優(yōu)異的動力學(xué)特性,被認(rèn)為是一種具有廣闊應(yīng)用前景的電極材料。然而,聚硒化物的溶劑化和穿梭效應(yīng)阻礙了其進一步應(yīng)用。
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在此,北京航空航天大學(xué)李典森研究員等人通過簡單的模板法和高溫熔融擴散法制備了Se錨定的中空多孔碳微球(Se/NHPCs),并研究了其在鈉離子電池(SIBs)中的性能。首先,作者基于DFT計算探索了原始碳和氮摻雜碳對Na2Se的結(jié)合能(Eb)。計算結(jié)果表明,氮摻雜碳增強了Na2Se的吸附。XPS測試表明,Se摻雜在氮摻雜碳框架中形成了Se-C(N) 鍵。少量的Se原子摻雜可以強烈改變碳的電子結(jié)構(gòu),使Se原子可以作為更強的吸電子單元來儲存鈉。因此,作為SIBs的負(fù)極材料,2-Se/NHPCs(制備過程中Se與NHPCs的質(zhì)量比為2)電極表現(xiàn)出高可逆容量(0.5 A g-1時200 次循環(huán)后為480 mAh g-1)和倍率性能(5 A g-1時為 311 mAh g-1),遠優(yōu)于1-Se/NHPCs、2-Se/HPCs、Se和NHPCs電極。
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圖1. Se@NHPCs的合成示意圖及表征
此外,基于2-Se/NHPCs負(fù)極和NVP正極的鈉離子全電池在0.1 A g-1時容量為366 mAh g-1,對應(yīng)的能量密度為445 Wh kg-1,且功率密度為4500 W kg-1時的輸出能量密度為221.2 Wh kg-1。這些結(jié)果表明,硒摻雜濃度和NHPCs在改善硒電極的電化學(xué)性能方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用,因為在長循環(huán)過程中聚硒化物的吸附和電子導(dǎo)電性增強,同時留有足夠的緩沖空間來適應(yīng)硒顆粒的體積膨脹。此外,通過非原位XRD、XPS、TEM、SEM等一系列測試,作者證實了電化學(xué)循環(huán)過程中Cu2-xSe的生成和轉(zhuǎn)化,并發(fā)現(xiàn)了集流體、電解質(zhì)和Se-C(N) 化學(xué)鍵在Se基電池中的協(xié)同作用。此外,這項研究還闡明了Cu2Se的形成機制及其在固定多硒化物中的作用,并揭示了銅集流體在Se電極中促進電池性能的微腐蝕作用。
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圖2. 2-Se/NHPCs樣品的鈉存儲性能
Efficient Sodium Storage in Selenium Electrodes Achieved by Selenium Doping and Copper Current Collector Induced Displacement Redox Mechanisms, Advanced Functional Materials 2022. DOI: 10.1002/adfm.202204364
6. 港大梁耀彰/潘文鼎ACS Energy Lett.: 鹽包水電解液實現(xiàn)高壓可逆水系鎂電池!
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可充電鎂(Mg)電池是一種有前途的“后鋰離子”電池技術(shù),但Mg的鈍化特性(特別是水溶液中)嚴(yán)重阻礙了其發(fā)展。由于其可逆性的迅速降低,Mg負(fù)極在水溶液中的應(yīng)用一直被忽視,大多數(shù)研究人員轉(zhuǎn)而關(guān)注非水系溶液體系。
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在此,香港大學(xué)梁耀彰教授、潘文鼎等人使用創(chuàng)新的MgCl2鹽包水(WIS)電解液策略成功開發(fā)了一種水系Mg金屬電池,該電池通過將鈍化膜轉(zhuǎn)化為導(dǎo)電的Mg-MgO界面從而展示了可逆且持久的Mg剝離/電鍍化學(xué)。具體而言,作者采用了MgCl2·6H2O/H2O質(zhì)量比為25:1的WIS電解液以利用大量的Cl對抗析氫誘導(dǎo)的鈍化。結(jié)合電化學(xué)研究和表面分析,作者總結(jié)了Cl調(diào)節(jié)鈍化的機制:在電池放電過程中,小的Cl能夠置換水分子并部分溶解鈍化層,從而實現(xiàn)金屬剝離。在電池充電過程中,鈍化膜的殘余物與新鮮的Mg沉積物混合形成導(dǎo)電Mg-MgO金屬氧化物膜。與原始的不可滲透鈍化膜相比,這種穩(wěn)定的導(dǎo)電界面提供了離子通道以提高Mg的氧化還原動力學(xué)。
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圖1. Mg負(fù)極的表面分析及剝離/電鍍機理的示意圖
通過抑制腐蝕和析氫,MgCl2·6H2O WIS電解液在0.25 mA cm-2的電流密度下將Mg對稱電池的循環(huán)能力從30圈顯著延長到120圈。此外,Mg在靜止條件下的穩(wěn)定性也明顯得到擴展。在1 M MgCl2中,大部分Mg負(fù)極在24小時后因嚴(yán)重腐蝕而留下氧化產(chǎn)物。而在MgCl2·6H2O WIS電解液中,Mg即使在100小時后仍基本保持完好,這表明儲存穩(wěn)定性顯著提高。作為概念驗證,作者基于Mg負(fù)極、CuHCF正極和MgCl2· 6H2O WIS電解液組成的水系Mg金屬全電池在0.5 A g-1時表現(xiàn)出令人印象深刻的2.4~2.0 V電壓平臺和超過700次循環(huán)的穩(wěn)定性,庫侖效率高達99%。總之,這項工作克服了Mg金屬負(fù)極的鈍化趨勢,使其成為可充電水系電池中可行且有吸引力的選擇。
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圖2. 基于WIS電解液的高壓Mg金屬全電池性能
Reversibility of a High-Voltage, Cl-Regulated, Aqueous Mg Metal Battery Enabled by a Water-in-Salt Electrolyte, ACS Energy Letters 2022. DOI: 10.1021/acsenergylett.2c01255
7. 加州大學(xué)劉平ACS Energy Lett.: 離子傳輸在高面容量鋰電池失效中的作用
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電解液研究的最新進展大大提高了鋰金屬電池(LMB)的循環(huán)壽命,但通常低于中等面積容量。因此,當(dāng)前的設(shè)計原則壓倒性地強調(diào)降低電解液對鋰的反應(yīng)性。
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在此,美國加州大學(xué)圣地亞哥分校劉平教授等人發(fā)現(xiàn)高面積容量(>6 mAh cm-2)Li||硫化聚丙烯酸酯(SPAN)電池在與四種局部高濃度電解液(LHCEs)配對時,主要是短路事件導(dǎo)致電池失效,這與電解液傳輸性能有關(guān)。由于醚對鋰金屬負(fù)極具有優(yōu)異的穩(wěn)定性,因此作者以不同的醚作為主要溶劑并以BTFE作為稀釋劑制備了四種LHCE(LDBE、LDiPE、LDEE和LDME)以考察在高面積容量循環(huán)條件下體輸運特性對電池性能的影響,四種醚分別是二丁醚(DBE)、二異丙醚(DiPE)、二乙醚(DEE)和二甲氧基乙烷(DME)。結(jié)果表明,這些循環(huán)條件通常會超過Sand容量,并在這些原本高度穩(wěn)定的高庫倫效率電解液中引發(fā)枝晶鋰生長。短路發(fā)生在具有高庫倫效率LHCE的電池中,除了LDME。
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圖1. 高面積容量Li||SPAN電池在不同電解液中的性能
因此,Li||SPAN電池的壽命與電解液傳輸特性相關(guān),包括離子電導(dǎo)率、Sand時間和容量。作者對循環(huán)鋰形態(tài)的進一步研究揭示了顯著的宏觀均勻性差異,然后通過圖像處理技術(shù)對其進行量化。在短路的LDEE電池中循環(huán)的鋰上發(fā)現(xiàn)了更廣泛的鋰晶粒尺寸分布和鋰枝晶的空間聚集,而在LDME電池中不存在。利用導(dǎo)電性更高的LDME電解液的優(yōu)勢,作者設(shè)計并組裝了一個2 Ah Li||SPAN軟包電池,它在電池水平上提供了>260 Wh kg-1的能量密度且可循環(huán)超過70次。因此,作者提倡進一步開發(fā)高離子電導(dǎo)率的LHCEs以在高面積容量循環(huán)時減輕傳輸驅(qū)動的枝晶生長,同時鋰負(fù)極的宏觀均勻性對于減輕電池短路也至關(guān)重要。
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圖2. Li||SPAN軟包電池性能演示
The Role of Ion Transport in the Failure of High Areal Capacity Li Metal Batteries, ACS Energy Letters 2022. DOI: 10.1021/acsenergylett.2c01114
8. 喬羽/鄭建明/王雪鋒ACS Energy Lett.: 微量添加劑在4.6 V以上穩(wěn)定LCO!8篇電池頂刊:楊全紅、陸俊、車仁超、黃建宇、梁耀彰、劉平、李典森、喬羽等成果集錦!
提高正極(如LiCoO2)的充電截止電壓是提高鋰離子電池能量密度的一種很有前途的方法,但關(guān)鍵挑戰(zhàn)在于結(jié)構(gòu)扭曲和CEI不穩(wěn)定所引發(fā)的威脅。目前,穩(wěn)定CEI策略的通常是犧牲其他電解液成分來替代CEI構(gòu)建過程中原始碳酸鹽溶劑的分解。
8篇電池頂刊:楊全紅、陸俊、車仁超、黃建宇、梁耀彰、劉平、李典森、喬羽等成果集錦!
在不遵循典型替代策略的情況下,廈門大學(xué)喬羽教授、鄭建明教授及中科院物理所王雪鋒研究員等人引入了一種微量電解液添加劑,即(4-甲基磺酰基苯基)三氟硼酸鉀(記為SPTF),從而改進了原始碳酸鹽溶劑的脫氫過程,最終提高了CEI和高達4.65 V時LiCoO2正極的長期循環(huán)穩(wěn)定性。研究表明,SPTF添加劑可以減少碳酸酯類溶劑的脫氫,從而形成致密、高楊氏模量、均勻且穩(wěn)定的CEI薄膜。在正極結(jié)構(gòu)方面,盡管LiCoO2正極在高脫鋰狀態(tài)下存在固有的O3/H1-3相變,但作者證明了SPTF衍生的CEI可有效抑制向Co3O4的結(jié)構(gòu)變形。此外,通過控制碳酸乙烯酯脫氫和相應(yīng)的LiPF6水解,HF誘導(dǎo)的Co溶解和穿梭得到有效抑制,導(dǎo)致電解液電還原分解和相關(guān)的負(fù)極降解受到限制。
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圖1. 電解液氧化脫氫過程
因此,作者通過將LiCoO2(LCO)正極與商用石墨或SiO負(fù)極結(jié)合,組裝并實現(xiàn)了長壽命軟包電池(能量密度為250或270 Wh/kg)。其中,LCO||石墨紐扣電池在0.5 C下200次循環(huán)后表現(xiàn)出83.6%的容量保持率,且組裝的1.0 Ah LCO||石墨電池在相同條件下200次循環(huán)后保持99.3% 的容量保持率。此外,作者組裝的1.46 Ah LCO||SiO軟包電池在3 C高倍率下循環(huán)400次后容量保持率仍為80%。出于構(gòu)建優(yōu)質(zhì)電極/電解質(zhì)界面的相同動機,作者沒有選擇通用的濃縮和氟化策略代替碳酸鹽溶劑的分解或犧牲來源,而是用微量添加劑調(diào)整原始碳酸鹽溶劑的分解??傊?,作者證明了“老派”電解液添加劑策略的改進可為電解液工程提供啟示,以實現(xiàn)實用的高電壓/能量密度儲能裝置。
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圖2. LCO||石墨/SiO全電池的電化學(xué)性能
Tailoring Electrolyte Dehydrogenation with Trace Additives: Stabilizing the LiCoO2 Cathode beyond 4.6 V, ACS Energy Letters 2022. DOI: 10.1021/acsenergylett.2c01433

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