研究人員開發(fā)新型電解液體系 助力無鈷高鎳鋰電池性能提升

高鎳層狀氧化物正極材料憑借其高能量密度和低成本等優(yōu)勢(shì)而被視為是構(gòu)建高比能鋰金屬電池的關(guān)鍵部件。高鎳正極中最受關(guān)注的材料當(dāng)屬無鈷高鎳的LiNiO2，其在4.4V的充電截止電壓下可以實(shí)現(xiàn)高達(dá)220mAh/g的可逆容量。

然而，LiNiO2正極的實(shí)用化發(fā)展受到循環(huán)穩(wěn)定性差、熱穩(wěn)定性差等問題的限制。

近日，美國得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校Arumugam Manthiram等開發(fā)了一種叫做局部飽和電解液（LSE）的新型電解液體系，從而顯著改善了LiNiO2正極的電化學(xué)穩(wěn)定性。

與傳統(tǒng)電解液在200次循環(huán)后僅保留55%的初始容量相比，LSE在4.4V的電壓下循環(huán)600次后保留了創(chuàng)紀(jì)錄的81%的初始容量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，LSE保護(hù)LiNiO2在循環(huán)過程中表面不會(huì)降解成巖鹽和尖晶石相，并有助于在鋰金屬負(fù)極上形成堅(jiān)固的被富含無機(jī)物的固體電解質(zhì)界面（SEI）。因此，LSE明顯提高的循環(huán)穩(wěn)定性證明了開發(fā)與高鎳正極和鋰金屬負(fù)極兼容的電解液的重要性。

相關(guān)研究成果“Protection of Cobalt-Free LiNiO2 from Degradation with Localized Saturated Electrolytes in Lithium-Metal Batteries”為題發(fā)表在ACS Energy Lett.上。”

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