局部稀释高浓度电解液在Si负极上的应用
铅酸蓄电池_生产_厂家
时间:2019-07-19 16:00:44 阅读:4132
随着动力
电池能量密度的持续提升,传统的石墨材料已经难以满足高比能电池的设计需求,Si负极材料的理论容量可达4200mAh/g(Li4.4Si),是石墨材料的10倍以上,嵌锂电位与石墨材料接近,是下一代高容量负极材料的理想选择,然而Si材料在嵌锂的过程中体积膨胀高达300%以上,不仅会导致Si颗粒本身的粉化和破碎,还会对电极结构和SEI膜造成破坏,严重影响含Si锂离子电池的循环寿命。
近年来,高浓度电解液在抑制锂金属负极锂枝晶的产生和生长,提升锂金属电池的循环寿命方面取得了显著的效果,局部稀释高浓度电解液是在高浓度电解液的基础上开发而来,解决了高浓度电解液粘度高、电导率低的问题,同时保留高浓度电解液在稳定锂金属负极方面的优势,因而在近年来得到了广泛的关注。近日,美国西北太平洋国家实验室的Haiping Jia(第一作者)和Ji-Guang Zhang(通讯作者)、Wu Xu(通讯作者)等人将局部稀释高浓度电解液应用在硅负极上,显著改善了含硅锂离子电池的循环寿命和高温性能,对于高能量密度锂离子电池的开发具有重要的意义。
实验中作者采用了1.2M的LiFSI的TEP/BTFE(1:3)作为局部稀释高浓度电解液(NFE-1),并进一步向其中加入1.2%的FEC作为添加剂(NFE-2),进一步提升硅负极的循环性能。除了上述的两款局部稀释电解液外,作者还制备2%、5%和10