UNIST团队开发用于高能量密度锂离子电池的新型电解质添加剂

韩国蔚山国立科学技术研究所(UNIST)的研究人员开发出一种创新的电解质添加剂,使高能量密度锂离子电池在经过数百次循环后仍能保持80%以上的初始容量。

当这种添加剂被添加到由高镍阳极和硅混合阳极组成的大容量电池中时,即使经过400次充放电循环,其初始容量也能保持在81.5%–比FEC(氟乙烯碳酸酯)或VC(乙烯碳酸酯)等商业添加剂高出10%至30%。

关于他们工作的公开论文发表在《自然通讯》上。

随着电动汽车等用途的大容量电池需求的增加,用硅和高镍等大容量材料替代商用锂离子电池的电极的研究正在积极进行。但是,硅阳极在充放电过程中体积增加了3倍以上,因此机械耐久性较弱,高镍阳极的化学性质也不稳定。

新型二氧戊酮添加剂在硅混合阳极表面制成的保护膜像橡皮筋一样有弹性,具有良好的弹性,同时具有优良的锂离子渗透性(迁移性)。这样就可以实现高速充电,并减少因硅的反复体积变化造成的机械过载。

UNIST团队开发用于高能量密度锂离子电池的新型电解质添加剂
在VC支架中加入DMVC-OCF 3和DMVC-OTMS可以在Si-C阳极上创建灵活而坚固的SEI。DMVC-OTMS清除HF并使PF 5失活,从而导致电极上界面层的组成和结构稳定。键合到VC支架上的Me(-CH 3)部分提供了离子通道,为SEI中的锂离子运输提供了空间。Park等。

此外,添加剂还能去除电解液中的氢氟酸(HF),以防止高镍阳极内的金属(镍)漏出。阳极内的金属量决定了电池容量。

该研究是在韩国能源技术评价与规划院的能源技术开发项目和韩国研究基金会的气候变化应对技术开发项目的支持下进行的。获取更多前沿科技信息访问:https://byteclicks.com

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