亚洲天堂1区在线|久久久综合国产剧情中文|午夜国产精品无套|中文字幕一二三四区|人人操人人干人人草|一区二区免费漫画|亚洲一区二区a|91五月天在线观看|9丨精品性视频亚洲一二三区视频|国产香蕉免费素人在线二区

中國儲能網歡迎您!
當前位置: 首頁 >首屏板塊>礦產資源開發(fā)與保障 返回

抑制鋰枝晶的有效途徑—高濃度LiFSI電解液

作者:中國儲能網新聞中心 來源:低維材料 發(fā)布時間:2016-09-01 瀏覽:次

中國儲能網訊:隨著科技發(fā)展,人類對能源的需求與日俱增,而目前商業(yè)化的鋰離子電池(理論容量372mAh/g)已不能滿足該需求,高容量密度電池的開發(fā)已成為研究熱點。

鋰金屬具有高理論比容量(3860mAh/g),在儲能領域有很大應用潛力。然而鋰枝晶的生長,不僅降低了電池性能,而且容易發(fā)生短路,造成安全隱患。這些問題嚴重阻礙了鋰金屬電池的發(fā)展和實際應用。

為解決上述問題,科學家們提出了各種方案,如制備三維嵌鋰基體、鋰金屬表面包覆、隔膜改性等。但這些方式增加了電池整體重量,且制備過程繁瑣,不利于商業(yè)化生產。

最近,Qian等通過對比不同電解液環(huán)境對鋰枝晶生長的影響,提出高濃度LiFSI醚類電解液環(huán)境下,即使沒有嵌鋰基體,仍可有效抑制鋰枝晶在銅集流體上的生長,同時,電池庫倫效率也有顯著提高。

1472608112915116.png

Figure 1. Schematicillustrations of battery configurations. a) State-of-the-art Li-ion battery,i.e., Cu|C6||LiFePO4|Al. b) Anode-free battery,i.e.,Cu||LiFePO4|Al.

實驗以Cu-LiFePO4電池為研究體系,分別選用1 M LiPF6-EC/DMC(1/2 v/v)酯類電解液和4 MLiFSI-DME醚類電解液進行對比。實驗結果表明隨著循環(huán)次數增加,酯類電解液環(huán)境下電池電阻增加明顯,而4 MLiFSI-DME醚類電解液環(huán)境下,電阻增幅較小。

而且在4 MLiFSI-DME環(huán)境下,多次循環(huán)后平均庫倫效率大于99%。即使在2 mA cm-2電流密度下,庫倫效率仍接近100%。

另外,該研究發(fā)現(xiàn)通過調節(jié)測試條件,也可提高庫倫效率。當鋰以0.2 mA cm-2沉積,2mA cm-2脫出時,平均庫倫效率可達99.6%,高于一直以0.2 mA cm-2/2mAcm-2進行循環(huán)的庫倫效率。

1472608127173549.png

Figure 2. Nyquistplot of anode-free Cu||LiFePO4 cells with either 1 M LiPF6-EC/DMC(dashed line) or 4 M LiFSI-DME (solid line) after differentcycles whencharged/discharged at 0.2 mA cm?2. All data were collectedatdischarged state of the cells.

1472608140338962.png

Figure 3. Electrochemical performance of anode-freeCu||LiFePO4 cells with either 1 M LiPF6-EC/DMC or 4 M LiFSI-DME.a) Charge/discharge voltageprofiles for the first three cycles with the twoelectrolytes. b) Capacity retention and CE of the cells with the twoelectrolytes as a function of cycle numberwhen charged/discharged at 0.2 mA cm?2(open symbols: charge capacity, filled symbols:discharge capacity). c) Capacityretention of the cells with 4 M LiFSI-DME charged/discharged at differentcurrent densities.

1472608235634213.png

Figure 4. Cycling performance of Cu||Li and Cu||LiFePO4cells with 4 M LiFSI-DME cycled at different current densities. a) Li||LiFePO4cell cycled withlow-rate (C/5) charging and high-rate (2 C) discharging. b) CEof Cu||Li cells. A capacity of 0.5 mAh cm?2 was used to plate the Limetal, which wassubsequently stripped by cycling to 1.0 V versus Li/Li+.c) Charge/discharge voltage profiles for the first 30 cycles of the anode-freecells (Cu||LiFePO4)with 4 MLiFSI-DME cycled at different currentdensities. d) Discharge capacity and CE of anode-free Cu||LiFePO4cells charged at 0.2 mA cm?2 anddischarged at either 0.2 or 2.0 mAcm?2 (open symbols: charge capacity, filled symbols: dischargecapacity).

綜上,該工作提出了一種可有效抑制鋰枝晶生長的電解質,并通過表征解釋其原因,對鋰金屬電池的研究和大規(guī)模生產具有指導意義。

相關研究成果發(fā)表在著名刊物Advanced Functionalmaterials上(DOI:10.1002/adfm.201602353.) JiangfengQian, Brian D. Adams, Jianming Zheng,Ji-Guang Zhanget al. Anode-Free RechargeableLithium Metal Batteries.Adv. Funct. Mater. 2016.)。

分享到:

關鍵字:鋰電池 電解液

中國儲能網版權說明:

1、凡注明來源為“中國儲能網:xxx(署名)”,除與中國儲能網簽署內容授權協(xié)議的網站外,未經本網授權,任何單位及個人不得轉載、摘編或以其它方式使用上述作品。

2、凡本網注明“來源:xxx(非中國儲能網)”的作品,均轉載與其他媒體,目的在于傳播更多信息,但并不代表中國儲能網贊同其觀點、立場或證實其描述。其他媒體如需轉載,請與稿件來源方聯(lián)系,如產生任何版權問題與本網無關。

3、如因作品內容、版權以及引用的圖片(或配圖)內容僅供參考,如有涉及版權問題,可聯(lián)系我們直接刪除處理。請在30日內進行。

4、有關作品版權事宜請聯(lián)系:13661266197、 郵箱:ly83518@126.com