
固体锂离子电池:LiPF6在多孔芳香骨架中的高吸收和快速传输
与液态锂离子电池比较,固态锂离子电池具有更高的安全特性,是因为固态电池中的有机电解液被不可燃的固态电解质代替。可是,固态电池依然存在一些需求处理的问题,如能量密度低、循环安稳性差以及界面电阻大。为了完成固态锂离子电池的高能量密度和快速充放电,需求一种高吸附功能、安稳和可快速传输离子的固态电解质,具有超高外表积和离子通道的多孔聚合物资料恰巧满意这些要求。已报导的多孔资猜中,具有四苯基甲烷三维网络的多孔芳香骨架(PAF-1)表现出很高的锂化安稳性。
吉林大学贲腾团队规划了一种新式的固态电解质,将LiPF6和PAF-1在手套箱中充沛混合均匀,然后以1:1:1的碳酸乙烯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)和碳酸乙酯(EMC)作为溶剂混合拌和,将泥浆状的混合物抽滤,然后用1:1:1的EC/EMC/DMC的混合液洗去剩余的锂盐,真空枯燥后得到终究产品LiPF6@PAF-1。用它代替锂离子电池中的电解液和隔阂,拼装而成的全固态锂离子电池充放电才能、传输功率和循环安稳性都得到明显进步。
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201913380
ZnCl2熔盐低温组成蜂窝状CuP2@C 运用于高功能锂离子电池
纳米结构的金属磷化物(MPx,M = Cu, Ni, Fe)现已招引了电催化、光催化、超级电容器及锂离子电池等范畴科研作业者的广泛重视。金属磷化物具有丰厚的构成,从贫磷相(MPx,x1)。比较较而言,富磷相的金属磷化物更适合在半导体、热电学和动力存储等方面的运用。尤其在锂存储范畴,富磷比较贫磷相金属磷化物表现出更高的理论比容量,这是因为金属磷化物的容量与磷的含量呈正相关。例如,CuP2和NiP2的理论容量约为1300 mAh g-1,而Cu3P和Ni2P的容量仅为360和540 mAh g-1。可是,富磷相金属磷化物的有用制备仍是一项巨大的应战。依据金属磷化物热力学特征,在高温下富磷相金属磷化物将会分化成贫磷相金属磷化物和磷的蒸汽,而低温下磷的反响活性不足以构成富磷相金属磷化物。
北京大学李星国团队报导了一种ZnCl2熔盐法低温组成蜂窝状富磷相CuP2@C, 低温可使富磷相金属磷化物的制备愈加温文, 一起也可阻挠它的热分化,多孔蜂窝状纳米结构的构成机理归因于铜在氯化锌熔盐中的反常氧化。CuP2@C的共同蜂窝结构和富磷特征,使其具有较高的储锂才能、优异的倍率功能和明显的循环安稳性。详细地,CuP2@C电极在0.2A g-1电流密度下展现出1146 mAh g-1的高可逆容量,在1 A g-1电流密度下循环600次后仍具有720 mAh g-1的容量。
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.201910474
一种温度呼应电解质赋予锂金属电池优异的安全特性
因为锂金属较低的电位(-3.04 V)和高的理论比容量(3860 mAh g-1),锂金属电池被以为最具有远景的高能量密度电池之一。然后,锂金属电池中运用的碳酸盐电解质将会发作严峻的安全性问题。据报导,当该电池的作业时分的温度大于55℃时,锂金属电池中碳酸盐电解质将发作分化导致严峻的功能衰减。当温度到达69°C时,碳酸盐电解质构成的固体电解质界面(SEI)会分化并发作一系列的自加快热反响, 比方电解液和电极间的界面反响,隔阂的缩短,电解液氧化分化等安全问题。
中科院青岛生物动力与进程所崔光磊团队研宣布一种具有两种聚合行为的智能温度呼应型电解质(PPE), 它由聚乙二醇甲基醚甲基丙烯酸酯(PEGA)和2,2,3,3,3-五氟丙基丙烯酸酯(PFE)组成。其室温离子导电率高达2.28×10-3 S cm-1,且与锂金属具有十分杰出的相容性;别的,在热失控条件下,展现出优异的安全特性。常温时,PPE电解质通过锂金属引发的阴离子聚合在锂阳极外表构成一层均匀的聚合物保护层。通过2000h的恒压测验,锂金属外表也是均匀的,甚至在10mA cm-1的高电流密度下,也没有观察到锂枝晶描摹。此外,当作业时分的温度到达或超越130°C时,智能的PPE电解质敏捷从液态转变成固态,然后有用的按捺电池的热失控行为。
