高能密度鋰鈷氧化物電池的研究進(jìn)展

隨著電動(dòng)汽車和移動(dòng)電子設(shè)備的快速發(fā)展，對(duì)提供動(dòng)力的鋰離子電池的能量密度提出了更高的要求。根據(jù)推力原理，鋰離子電池的能量密度接近其上限，因此改進(jìn)的空間很小。相比之下，以鋰為負(fù)極的金屬鋰電池在提高能量密度方面具有無可比擬的優(yōu)勢(shì)。然而,根據(jù)重復(fù)SEI破裂和一代的挑戰(zhàn),擴(kuò)大鋰陽(yáng)極體積,庫(kù)侖力低,造成電池阻抗和安全問題增長(zhǎng)的鋰枝晶和死水晶,等與傳統(tǒng)液體電解質(zhì)鋰金屬電池,高性能的鋰金屬電池的快速發(fā)展受到這些限制。

 

最近,依托中國(guó)科學(xué)院青島生物動(dòng)力和過程的建設(shè)青島儲(chǔ)能行業(yè)技能研討會(huì)研究所(以下簡(jiǎn)稱“青島存儲(chǔ)法院”)處理的關(guān)鍵瓶頸問題,鋰電池,聚合物電解質(zhì)作為切入點(diǎn),從三個(gè)方面探討核心系統(tǒng)治療方案:(a)大陰離子鋰鋰陽(yáng)極維護(hù);(2)構(gòu)建人工有機(jī)/無機(jī)復(fù)合界面膜(SEI);(三)統(tǒng)籌開發(fā)用于高壓電阻和鋰陽(yáng)極維護(hù)的多功能聚合物電解質(zhì)，開展一系列創(chuàng)新研究工作，推動(dòng)高性能鋰金屬電池的發(fā)展，起到了重要的推動(dòng)和引領(lǐng)作用。

 

為了從鋰鹽的角度解決鋰枝晶的問題，青島儲(chǔ)能研究所的研究人員策劃合成了一種新型的具有大陰離子結(jié)構(gòu)的全氟叔丁基三氟硼酸鹽(LiTFPFB)。另一方面，大負(fù)離子的存在可以在原位形成鋰陽(yáng)極維持膜，提高鋰金屬電池的電化學(xué)性能。發(fā)現(xiàn)鋰鹽的離子電導(dǎo)率顯著高于LiBF4,和鋁收集器流體具有更好的穩(wěn)定性,可以形成一層金屬鋰負(fù)極的維護(hù)電影有用進(jìn)一步抑制鋰金屬和電解質(zhì)之間的反應(yīng),以便維護(hù)鋰負(fù)極是有用的。相關(guān)結(jié)果以封底文章的形式發(fā)表在世界雜志《化學(xué)。科學(xué)》上。(Chem.Sci。2008 9 3451 - 3458)。

 

與金屬鋰- SEI在使用存在不安全,嚴(yán)重不良事件導(dǎo)致庫(kù)倫力低,短周期的生活不利的因素,如車間人員從聚合物界面修改開始的觀點(diǎn),規(guī)劃出人工SEI有用維護(hù)金屬鋰陽(yáng)極(圖1),由保利cyanoacrylate SEI膜分散的氧化鋰衍生品(化學(xué)。板牙。29日,2017年,4682 - 4689)。發(fā)現(xiàn)有機(jī)/無機(jī)層的協(xié)同效應(yīng)使界面迅速開展鋰離子,同時(shí)確保SEI不容易脫落,而且顯著預(yù)防副反應(yīng)發(fā)生在界面區(qū)域(Chem.Mater, 2016, 28歲,3578 - 3606),從而使金屬鋰電池穩(wěn)定和長(zhǎng)周期穩(wěn)定(Chem.Mater優(yōu)秀的界面。,2008,4039 - 4047)。

 

一系列相關(guān)的研討會(huì)是由中國(guó)國(guó)家自然科學(xué)基金杰出青年科學(xué)基金、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目,中國(guó)科學(xué)院納米試點(diǎn)項(xiàng)目、山東省自然科學(xué)基金,青島儲(chǔ)能行業(yè)研究智庫(kù)聯(lián)合基金,和青島理工學(xué)院的“135”項(xiàng)目動(dòng)態(tài)。