張強/程新兵AM:用于安全鋰金屬電池的熱響應(yīng)電解質(zhì) 2023年10月9日 下午6:09 ? 頭條, 干貨, 頂刊 ? 閱讀 14 鋰金屬電池(LMBs)因其能量密度高被認為是最有前途的儲能系統(tǒng)之一。然而,與商用鋰離子電池相比,LMBs存在嚴重熱失控引發(fā)的安全問題阻礙了LMBs的實際應(yīng)用。 在此,清華大學張強教授和東南大學程新兵教授等人設(shè)計了一種具有熱響應(yīng)特性的新型電解質(zhì)體系,極大地提高了1.0 Ah LMBs的熱安全性。 圖1. 電解質(zhì)特征 具體來說,本文通過將碳酸乙烯酯(VC)與偶氮二異丁腈作為熱響應(yīng)溶劑引入電池體系中,以提高固體電解質(zhì)界面相(SEI)和電解質(zhì)的熱穩(wěn)定性。熱響應(yīng)電解質(zhì)在室溫下保持液態(tài),電壓窗口達4.3 V,在含有大量聚VC的熱響應(yīng)電解質(zhì)中獲得SEI/CEI。該電解質(zhì)體系與常規(guī)電解質(zhì)中獲得的二碳酸乙烯鋰、碳酸乙烯鋰、Li2CO3和Li2O相比,它與LiPF6鹽的熱穩(wěn)定性更好。因此,熱響應(yīng)電解質(zhì)電池的臨界溫度(明顯自熱的起始溫度)T1從71.5 ℃增加到137.4℃。 圖2. 不同電解質(zhì)循環(huán)Li||NCM軟包電池的熱安全風險分析 研究發(fā)現(xiàn),在LMBs溫度異常升高時,VC的自由基聚合過程被激活并加速。因此,在熱安全風險下形成固體凝膠,不僅能抑制液體溶劑(包括EC、DEC、VC)的自由移動有效地修飾電極-電解質(zhì)界面,而且在PP-PE-PP隔膜已經(jīng)塌陷的情況下,還能作為一個具有良好熱穩(wěn)定性的附加屏障,防止正極和負極直接接觸。 因此,LMBs的內(nèi)部短路溫度Tisc和“燃點”溫度(熱失控的起始溫度)T2從126.3℃和100.3℃大幅提高到176.5℃和203.6℃。這種電解質(zhì)設(shè)計同時提高了LMBs的T1、T2和Tisc,為實現(xiàn)熱安全的LMBs提供了新的思路。 Thermoresponsive Electrolytes for Safe Lithium Metal Batteries,Advanced Materials 2023 DOI:10.1002/adma.202209114 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.zzhhcy.com/index.php/2023/10/09/cf3bb32bd6/ 電池 贊 (0) 0 生成海報 相關(guān)推薦 邱介山/郝曉娟等NML: 基于“雞尾酒效應(yīng)”的鈉離子電池用高倍率、低平臺金屬硫化物負極 2023年10月26日 楊亞/汪桂根Nature子刊:調(diào)整MoS2電子結(jié)構(gòu)工程和界面助力穩(wěn)定雙pH析氫 2023年10月11日 Nano Energy:高效鈣鈦礦太陽電池的介孔電子傳輸層 2023年10月23日 JACS:用于研究鋰金屬沉積初始過程的電化學表面等離子體共振光譜 2023年11月8日 他,最新Nature Energy!一個月內(nèi)共發(fā)三篇Nature子刊! 2024年1月18日 EnSM:調(diào)控FeN4的d帶中心,有效增強氧還原反應(yīng)活性 2023年10月7日