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LiFSI改善锂电池负极材料的高温性能

         目前,锂电池多数采用的是含LiPF6的电解液,主要是考虑到LiPF6的良好的离子电导率和安全性。但是,LiPF6电解液不可避免的会受到外界污染,产生有害的副产物,如HF,引起锂电池正极材料的溶解。

针对LiPF6电解液的缺陷,研究人员已开发了多种新型锂盐,如LiBOBLiODFBLiFSI等,以期改善现有电解液的性能。LiFSI由于其较高的离子电导率、良好的热力学稳定性,不会产生HF等优点,被认为是有希望取代LiPF6的一种锂盐。

近期,Lee等人[1]系统的比较了LiFSILiPF6两种电解质盐,具体阐释了LiFSI对石墨负极性能的影响。研究人员通过对比石墨/Li半电池和石墨/石墨对称电池鉴别了LiFSI电解质对石墨和Li电极的影响。结果表明,在25 °C时,对于石墨负极而言,LiFSILiPF6展示出类似的循环性能,但是LiFSI在高温(60 °C)时,表现出较优的循环和存储性能(图1)。

LiFSI

1. LiFSILiPF625 °C60 °C时的循环性能比较[1]

为了进一步阐释LiFSI电解液优异高温性能的原因,研究人员借助DSCXPS实验发现,LiFSI电解液体系的石墨负极表面形成了一层热稳定的薄的富含无机盐的SEI膜,LiPF6电解液体系形成的SEI膜,富含有机物,热力学上不稳定。

总之,LiFSI电解液的优异高温性能主要是由于其良好的热稳定性、不产生HF以及可以在石墨负极形成一层特殊的SEI膜。  

相关链接: LiFSI

参考文献:

[1] S. J. Kang, K. Park, S. Park, H. Lee, Unraveling the role of LiFSI electrolyte in the superior performance of graphite anodes for Li-ion batteries, Electrochimica Acta, 2018, 259(1),949-954.

本文由苏州亚科科技股份有限公司编辑