馬里蘭大學(xué)王春生等AM:全氟化電解液穩(wěn)定4.6 V高壓單晶LiCoO2正極 2023年10月18日 上午10:11 ? 頭條, 干貨, 頂刊 ? 閱讀 37 單晶正極材料通過減少材料表面和相界來提供比多晶正極材料更高的容量保持率,這引起了廣泛的興趣。然而,單晶LiCoO2在充電到高電壓(4.6 V)時會由于Co元素溶解和O損失、裂紋形成和隨后的電解液滲透,遭受嚴重的結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定性和容量衰減。 美國馬里蘭大學(xué)王春生、Jijian Xu等通過在全氟化電解液中形成堅固的正極電解質(zhì)界面相(CEI),以防止元素溶解和電解液滲透,從而保護了單晶LiCoO2正極中沿(003)平面的可逆平面滑動。 圖1 單晶LiCoO2的電化學(xué)性能 專門設(shè)計的全氟化電解液(1 M LiPF6 +2wt% TMSB -FEC/FEMC/TTE,表示為AFTB)形成了堅固的富含無機物的CEI,將氧化電位擴展到5.5 V。單晶LiCoO2正極在AFTB電解液中循環(huán)時表現(xiàn)出優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性,在LiCoO2//Li半電池中實現(xiàn)了99.85%的高庫侖效率(CE)。 制備的4.5 V高負載 (4 mAh/cm2) LiCoO2//石墨全電池提供了430 W h/kg 的能量密度(基于正極和負極活性材料),并具有出色的循環(huán)穩(wěn)定性,循環(huán)500次后容量保持率為80%。 圖2 CEI表征 TEM、飛行時間二次離子質(zhì)譜(TOF-SIMS)和XPS協(xié)同表征證實,在AFTB電解液中循環(huán)的LiCoO2正極上形成了堅固、致密且薄的CEI 層。該CEI層由B-、Si-化合物和富含F(xiàn)的無機成分組成。設(shè)計的CEI層有利于正極的表面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,在高截止電壓下保持體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,并抑制Co/O元素的溶解。 此外,該CEI層可使單晶LiCoO2正極在4.5-4.6 V的高壓下實現(xiàn)可逆的平面滑動和微裂紋。這項工作證明,即使在高截止電壓下,穩(wěn)定的CEI也有利于正極材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,為高性能正極材料的設(shè)計提供了一條途徑。 圖3 單晶LiCoO2//石墨全電池的電化學(xué)性能 Interfacial Design for 4.6 V High-Voltage Single-Crystalline LiCoO2 Cathode. Advanced Materials 2021. DOI: 10.1002/adma.202108353 原創(chuàng)文章,作者:科研小搬磚,如若轉(zhuǎn)載,請注明來源華算科技,注明出處:http://www.xiubac.cn/index.php/2023/10/18/eb7687c68a/ 電池 贊 (0) 0 生成海報 相關(guān)推薦 李玉良院士/何峰/薛玉瑞AFM:MnCo2O4/GDY的1D納米線異質(zhì)結(jié)電催化劑用于高效的整體水分解 2023年10月16日 于永生/楊微微NML:Pt單原子增強Au/PCN等離子體熱電子捕獲,實現(xiàn)廣譜光催化析氫 2023年10月5日 陳龍慶/蘇元捷等Adv. Sci.: 高通量相場模擬+機器學(xué)習(xí)優(yōu)化壓電納米復(fù)合材料 2023年10月10日 溫大王舜/陳錫安AFM:核桃狀蛋黃-殼碳花@碳納米球用于高性能鋰硫電池 2024年2月19日 中科院大連化物所,最新Nature! 2024年5月30日 中國青年學(xué)者一作,最新Nature! 2024年6月22日