教授领导的研究小组发表的达尔豪斯大学的杰夫•Dahn小说研究电化学学会》杂志上专注于anode-free囊细胞生命周期的性能分析,利用65年左右各种电解质。
研究:骑自行车的性能NMC811 Anode-Free囊细胞与65年不同的电解液配方。图片来源:asharkyu / Shutterstock.com
液体电解质的研究明确最具成本效益的工具,能量密度的增强anode-free囊细胞,尤其是锂金属电池。
锂金属电池的重要性
锂金属电池与一个相对较高的功率密度和提高可靠性无疑是消费者的最佳选择设备和电力驱动汽车。密度浓度和购买力而言,锂金属电池比最先进的锂离子电池,创造了巨大的机会。在手持电子消费品,锂电池通常利用。
李金属电池(lmb)经历了相当大的挑战和安全问题在他们短暂的商业化在1980年代。最近在细胞突破物理,然而,引发了兴趣lmb通过液体电解质,因为它们构成“上门”替代现有的自由架构内,大型投资货币支出。
Li-Metal电池的局限性
锂金属电池有各种缺点和局限性。巨大的能力增强,不受控制的拓扑,树枝状发展,电解液快速恶化,和李供应损失由于不足SEI钝化制止lmb的商业利益,特别是在碳质阳极的出现。
此外,大量电解液溢出改善lmb的问题与电解液的利用率,和李厚电极箔作为计数器的使用为细胞提供一个“无限的”李供应而掩盖的缺点严重李库存损失。
锂金属电池液体电解质
利用乙醚或carbonate-based溶剂是生产LMB液态电解质电池的基础。高盐密度ether-based电解质的使用,特别是,激起了好奇心LMB的行业。
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与库,LMB电解质的研究仍然处于初期阶段;因此,评估电解质候选人经验和数学发展的关键区域。结果,大量的、公开的数据库LMB液体的解决方案必须支持此类调查。
液体电解质的局限性
液体电解质,虽然有利,但有一些限制。电解质是很难处理,因为李的灵敏度解决方案和后续的损耗,以及海绵李肇星浓度,导致休眠李和树突的发展。结果,进一步发展需要产生电解质能保留800次后容量的80%,以满足电动汽车的需求。
生命周期的结果65种不同的电解液混合物组成的不同添加剂的解决方案。
研究发现
NMC811囊细胞利用与电解质的各种成分。生命周期评估的细胞都在40°C的充电/放电率0.2 0.5 C / C 3.55 - -4.40 V之间。消除多余的水分含量,单位都是切开的基于“增大化现实”技术在120°C下真空手套箱和脱水14个小时。
Ether-based解决方案采用痛单位,测距装置,DX, TTE溶剂液体被证明是潜在的替代标准carbonate-based系统,尤其是当结合LiFSI或LiTFSI盐。添加5%的对甲苯磺酰异氰酸酯(PTSI)和三羟甲基氨基甲烷(2,2,2-trifluoromethyl)液没有影响特定能力相比基线控制。
电解液筛选显示五电解质检查执行类似或略微比控制。仅仅1 wt %的引入LiClO4导致保护力量的增强。
毫不奇怪,只有四个混合能源输送略有提高,而其他人则损害细胞当匹配我们的参考。化合物有多种多样的结构特点和化学反应,在不同重量百分比,涵盖范围广泛的可能的附加选项。
限制
几个关于这个概念观察模仿。能源保留趋势并不总是对应数量的添加剂或co-solvent利用。Furyl甲基酮(FMK)、MeTHF和PN,例如,没有透露一个强大的协会之间的密度和能源保护。传统醚溶剂如痛单位和测距装置,它曾被证明成功周期金属,与碳酸盐,dual-salt基础。
简而言之,实现足够的寿命与水电解质anode-free细胞需要一个巨大的知识。5混合有点改善的性能相对于基准dual-salt解决方案,而其他混合物是有害的。这个数据集展示了困难与液体LMB电解质,可以用作资源学者在这个领域工作。
引用
Eldesoky、等人。(2021)。骑自行车的性能NMC811 Anode-Free囊细胞与65年不同的电解液配方。电化学学会》杂志上。可以在:https://iop亚博老虎机网登录science.iop.org/article/10.1149/1945-7111/ac39e3
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