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一举多得,新型不燃电解液可有效抑制锂枝晶
2018-08-06
来源:转载自第三方
近日,中国科学家研发出了一种新型的高浓度不燃电解液,不仅使电池具备了更好的循环性能,还能有效抑制锂枝晶。相关研究以题为“A highly concentrated phosphate-based electrolyte for high-safety rechargeable lithium batteries”[1]的文章发表于国际期刊Chemical Communications 上。
电解质是锂离子电池的重要组成部分,它起着在正负极之间传输Li+的作用,对电池循环寿命、倍率性能、适用温度和安全性等都具有重要影响。非水电解质具有较宽的电化学窗口和优异的电化学性能,因此在锂离子电池中得到了广泛应用。然而其具有高的可燃性和挥发性,可能引起电池起火、爆炸等安全问题。为了解决这个问题,可以添加阻燃剂(如TCEP),但是阻燃剂会在负极表面发生强烈的氧化还原反应,影响电池性能。
在本文中,研究人员以磷酸三甲酯(TMP)为溶剂,双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)为溶质,制备了完全不可燃的磷酸盐基电解质。这种新型电解液在高浓度下(5mol/L),显示出了与石墨的良好相容性,能够抑制因TMP共嵌入引起的石墨剥离;而且大部分TMP溶剂分子和Li+配位,形成特殊的溶剂化结构,减少了与负极之间的副反应;由于富含LiF的SEI层,这种电解质还可以有效地抑制Li金属电池中Li枝晶的生长,可谓是一举多得。
与传统的碳酸酯电解液相比,该新型高浓度电解液不仅不燃,而且使得电池具有了更好的循环性能,有望将其用于锂电池来提高电池的安全性能。
参考文献
[1] Pengcheng Shi, Hao Zheng, Xin Liang, et al. A highly concentrated phosphate-based electrolyte for high-safety rechargeable lithium batteries. Chem. Commun., 2018, 54, 4453-4456, DOI: 10.1039/c8cc00994e
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