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南開大學(xué),再發(fā)Angew.!
來源: 時間:2024-01-02 15:47:54 瀏覽:1808次

第一作者:Yuankun WangZhiming LiWeiwei Xie

通訊作者:陳軍院士

通訊單位:南開大學(xué)

DOI: 10.1002/anie.202310905.


研究背景



保持液態(tài)的電解質(zhì)是確保離子轉(zhuǎn)移在寬溫度窗范圍內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)行的最重要的物理指標(biāo)之一,通常具有高熔點(diǎn)的強(qiáng)極性溶劑有利于電池在室溫條件下的安全運(yùn)行,但在低溫條件下容易結(jié)晶(≤-40 °C)。基于此,南開大學(xué)陳軍院士等人報道了通過調(diào)整分子間的相互作用和凍結(jié)動力學(xué),成功地降低了具有不對稱結(jié)構(gòu)的強(qiáng)極性溶劑的凍結(jié)點(diǎn),提出了一種結(jié)晶限制策略,并證明了乙烯亞硫酸鹽(ES,-17 °C)和碳酸氟乙烯(FEC,~23 °C)的高熔點(diǎn),但它們的混合物可避免在低溫下結(jié)晶,可歸因于分子間低相互作用和分子動力學(xué)的改變。



文章要點(diǎn)



1、作者提出了一種結(jié)晶限制策略,成功降低了具有不對稱結(jié)構(gòu)的強(qiáng)極性溶劑的凍結(jié)點(diǎn)。合適的ES/FEC比值(10%FEC)可以平衡離子的體積和界面?zhèn)鬏敚筁iNi0.8Mn0.1Co0.1O2||Li(NCM811||Li)全電池能夠在從-50 °C到+70 °C的廣泛溫度范圍內(nèi)提供良好的溫度彈性和循環(huán)穩(wěn)定性。與室溫相比,在-50 °C下達(dá)到了超過66%的容量保留率。

2、所制備的NCM811||Li袋式電池,在現(xiàn)實(shí)條件下(電解質(zhì)重量與正極容量比(E/C)≤3.5 g Ah-1,負(fù)電極與正電極容量比(N/P)≤1.09),在不同溫度下都表現(xiàn)出較高的循環(huán)穩(wěn)定性。本工作強(qiáng)調(diào)了一個關(guān)鍵但容易被忽視的方向,設(shè)計一個全天候液體電解質(zhì)中的不對稱溶劑效應(yīng)。該結(jié)晶限制策略為實(shí)現(xiàn)具有較寬工作溫度范圍的能量密集型鋰金屬電池提供了一條實(shí)用的途徑,并代表了重要的理論進(jìn)展。



圖文展示




圖1.非對稱溶劑全天候電解質(zhì)的設(shè)計原理

圖2. ES/FEC混合物的熱力學(xué)分析

圖3. ES/FEC混合物的動力學(xué)分析

圖4.配方電解質(zhì)的物理性質(zhì)、電化學(xué)性能和溶劑化結(jié)構(gòu)

圖5.界面屬性

圖6. ES/FEC基電解質(zhì)在不同溫度下的電化學(xué)性能

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全部 3小時前 四川
文字是人類用符號記錄表達(dá)信息以傳之久遠(yuǎn)的方式和工具。現(xiàn)代文字大多是記錄語言的工具。人類往往先有口頭的語言后產(chǎn)生書面文字,很多小語種,有語言但沒有文字。文字的不同體現(xiàn)了國家和民族的書面表達(dá)的方式和思維不同。文字使人類進(jìn)入有歷史記錄的文明社會。
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