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強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合！許武/王崇民/楊萬里AEM：4.8V高電壓鋰離子電池！

第一作者：Ridwan A. Ahmed

通訊作者：王崇民，許武，楊萬里

通訊單位：美國(guó)太平洋西北國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室

論文速覽

具有陽離子無序的巖鹽結(jié)構(gòu)（DRX）的富鋰過渡金屬氧化物正極，因其比常用的層狀鋰過渡金屬氧化物正極，能提供更高的容量和成本效益而越來越受到關(guān)注。

但是，DRX正極的性能及其應(yīng)用，受到與4.8 V高電壓下最先進(jìn)的碳酸酯基電解液之間的嚴(yán)重副反應(yīng)、過渡金屬溶解和正極顆粒結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定性的限制。

本研究開發(fā)了一種先進(jìn)的局部高濃度電解液（LHCE）。這種電解液能夠形成穩(wěn)定的正極-電解液界面，顯著提高了Li_1.13Mn_0.66Ti_0.21O₂（LMTO）DRX正極在電化學(xué)循環(huán)中的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。使用LHCE的Li||LMTO半電池展現(xiàn)出比傳統(tǒng)碳酸酯電解液更高的初始容量、循環(huán)穩(wěn)定性和優(yōu)越的倍率性能。

圖文導(dǎo)讀

圖1：Li||LMTO扣式電池的電化學(xué)性能。

圖2：LMTO正極顆粒的表面與體相結(jié)構(gòu)比較。

圖3：循環(huán)LMTO電極的7Li固態(tài)核磁共振(NMR)譜。

圖4：LMTO電極表面CEI的化學(xué)成分比較。

圖5：循環(huán)正極的軟X射線吸收光譜(sXAS)結(jié)果。

圖6：循環(huán)LMTO電極的Mn L3-edge軟X射線光譜結(jié)果。

圖7：循環(huán)鋰金屬負(fù)極的表面形貌和SEI化學(xué)成分比較。

總結(jié)展望

本研究開發(fā)的局部高濃度電解液（LHCE）顯著提升了無序巖鹽結(jié)構(gòu)（DRX）正極材料的電化學(xué)性能。使用LHCE的Li||LMTO電池在4.8 V高電壓下展現(xiàn)出205.2 mAh g^?1的高初始容量和72.5%的優(yōu)異容量保持率（200個(gè)循環(huán)后）。

研究結(jié)果表明，LHCE通過形成富含無機(jī)物種的穩(wěn)定CEI層，有效抑制了LMTO正極材料的表面降解和體相結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，從而增強(qiáng)了電池的循環(huán)穩(wěn)定性。此外，LHCE還能夠在鋰金屬負(fù)極表面形成穩(wěn)定且堅(jiān)固的SEI層，進(jìn)一步提高了電池的整體性能。這項(xiàng)工作為實(shí)際應(yīng)用中DRX正極材料的高能量密度鋰電池的發(fā)展鋪平了道路。

文獻(xiàn)信息

標(biāo)題：Enhanced Electrochemical Performance of Disordered Rocksalt Cathodes in a Localized High-Concentration Electrolyte

期刊：Advanced Energy Materials

DOI：10.1002/aenm.202400722

原創(chuàng)文章，作者：wang，如若轉(zhuǎn)載，請(qǐng)注明來源華算科技，注明出處：http://www.xiubac.cn/index.php/2024/05/20/7d97e68031/

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