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我校在高能量密度电池电解液研究方面取得重要进展

近日,材料学国际顶级期刊ADVANCED FUNCTIONAL MATERIALS(SCI一区,IF=15.621)在线刊登了以我校环境与化学工程学院硕士研究生陈宇为第一编辑的题为“Armoring LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 Cathode with Reliable Fluorinated Organic–Inorganic Hybrid Interphase Layer toward Durable High Rate Battery” (Adv. Funct. Mater.2020, 2000396)的研究论文,表明我校在高能量密度锂离子电池关键材料研究方面取得新进展,该工作由我校环境与化学工程学院赖春艳教授与澳门网上网站大全娱乐理工大学材料科学与工程学院彭成信副教授共同引导完成。

三元层状氧化物材料(LiNixCoyMn1-x-yO2)作为一种新型的高能量密度锂离子电池正极材料受到广泛关注,在新能源汽车和电力储能领域有重要的应用价值。然而,在目前常规电解液体系中,电极-电解液界面之间的不良电化学反应往往会严重缩短该电池体系的使用寿命。本研究通过在电解液中引入二氟磷酸锂和氟代碳酸乙烯酯双添加剂作为电解液成膜添加剂,成功配制了一种适用于三元正极材料(NMC)的功能型电解液。研究结果表明:在三元锂离子电池(LIBs)充放电过程中,成膜添加剂先于溶剂被氧化,并在阴极表面原位生成一层稳定的的阴极-电解质界面膜(CEI),有效地抑制了电解液的氧化及对阴极材料的腐蚀;采用飞行时间二次离子质谱仪对阴极材料表面复合膜进行表面及不同深度处的物质成分及含量分析,可以看到:在NMC阴极表面生成的一层氟化有机-无机复合膜显著抑制了过渡金属离子的溶解,从而有效地提高了三元锂离子电池的电化学性能和循环稳定性。该结果同时也为研究和设计适用于其它具有高能量密度的锂离子电池用功能型电解液添加剂 (添加剂组合)提供了理论依据。

  


论文链接:https://doi.org/10.1002/adfm.202000396

该工作得到了国家自然科学基金和澳门网上网站大全娱乐市电力材料防护与新材料重点实验室项目的支撑。


环化学院 赖春艳 供稿

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