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港理工張標(biāo)等Angew.：穩(wěn)定高溫NCM811-Li電池界面的最新研究！

來源：時間：2023-05-22 14:34:29 瀏覽：1602次

第一作者：Zhijie Wang和Changsheng Chen

通訊作者：朱葉教授和張標(biāo)教授

通訊單位：香港理工大學(xué)

DOI: 10.1002/ange.202303950

研究背景

乙醚電解質(zhì)在鋰金屬電池（LMBs）中具有一定前景，但大多數(shù)最先進(jìn)的乙醚電解質(zhì)仍然不能在稀釋濃度的NCM811-Li電池中形成可靠的電極-電解質(zhì)界面，特別是在高溫下工作時?；诖耍?/span>香港理工大學(xué)張標(biāo)課教授和朱葉教授等人報道了一種簡單而有效的策略來打破這一瓶頸，并穩(wěn)定高溫NCM811-Li電池在醚電解質(zhì)中的界面。這種設(shè)計原理可以擴(kuò)展到開發(fā)其他堿金屬/離子電池的先進(jìn)電解質(zhì)。

文章要點(diǎn)

1、本文通過將乙二醇二甲基醚（EGDME）的末端基團(tuán)從甲基逐漸延伸到正丁基，可以提高醚電解質(zhì)的綜合穩(wěn)定性。在1 M的濃度下，實(shí)現(xiàn)了陰離子主導(dǎo)的溶劑化結(jié)構(gòu)，抑制了電極-電解質(zhì)的相互作用，構(gòu)建了更薄、更致密、更富含無機(jī)物的固體/陰極-電解質(zhì)界面。同時，NCM811正極的相變和結(jié)構(gòu)退化也得到了緩解。

2、在乙二醇二丁基醚（EGDBE）基電解質(zhì)中，Li-Cu電池在60 ℃下的庫侖效率（CE）提高到99.41%，循環(huán)壽命超過200次。高溫NCM811-Li電池在50 μm Li、10 μL mAh^?1貧電解質(zhì)和高于2.2 mAh cm^?2中高負(fù)極負(fù)載條件下，平均庫侖效率穩(wěn)定在99.77%，壽命延長400%以上。

圖文展示

圖1.電解質(zhì)的設(shè)計及其對穩(wěn)定電極-電解質(zhì)界面的影響

圖2. Li金屬負(fù)極的可逆性

圖3. Li金屬負(fù)極在Li-Cu電池中60 ℃循環(huán)50次后的表面性能

圖4. NCM811-Li電池的電化學(xué)性能

圖5. NCM811正極在循環(huán)100次后表面化學(xué)性質(zhì)和結(jié)構(gòu)

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