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(a,b)Li|LFP和Li|NCA电池在0.5C下的循环性能
(c,d)Li|LFP和Li|NCA电池的充放电曲线
(e)Li|LFP电池在100圈循环后的EIS
(f)Li|NCA电池在200和300圈循环的EIS
图二含LiNO3的EC/DEC电解质的腐蚀电化学
(a)在0~2.5V,5mVs-1下扫描的Li|Cu半电池的CV曲线
(b)Li的恒电流电压曲线,其在电流密度为0.10mA cm-2下沉积在含有EC/DEC和含LiNO3的电解质中的Cu衬底上。
(c)在-0.3~0.6V,10mV s-1下扫描的Li|Cu电池的电流响应
(d)Li|NCA全电池的CV曲线
(e)纯EC/DEC和(f)含LiNO3的电解质中锂阳极的表面形态,电流密度为0.5mA cm-2,容量为0.1mAh cm-2。
图三在0~2.5V的一次CV测试循环后(图二a)在Cu衬底上形成的SEI膜的XPS表征
图四具有和不具有LiNO 3的电解质的6Li NMR光谱和MD模拟
(a)电解液中6Li 的NMR光谱
(b)电解液中13C的NMR光谱
(c)含LiNO3的EC/DEC电解质中Li/Cu-N/O/F径向分布函数g(r)的MD模拟
(d)EC/DEC和含LiNO3的EC/ DEC电解质中Li离子的均方位移
【小结】
总之,本文通过添加微量的CuF2作为溶解促进剂,使得LiNO3首次作为添加剂溶解在碳酸盐电解质中。在Li金属阳极表面上构造了离子导电,致密且稳定的SEI膜,以有效地保护Li金属。综合研究了含LiNO3电解质的溶剂化化学性质及其对高压LMBs的作用。相对于EC溶剂,LiNO3的还原反应发生1.4V左右,因此形成稳定的界面膜,这主要归因于还原产物如LiNxOy和Li3N。这种保护性SEI膜导致锂的球形沉积,显着降低电压滞后,使得Li金属阳极具有更长循环寿命。当LiNO3保护的Li金属阳极与NCA阴极匹配时,成功实现了高初始容量(186 mAhg-1)和稳定的循环性能(在300次循环后为53%)。此外,即使在300次循环后,平均库伦效率也很高(99.5%,EC/DEC电解质为98.4%)。 所提出的策略提供了一种简单但有效的方式来提高由转换型Li阳极和高压插入型阴极(NCA或NCM)组成的高能量密度LMB的循环性能。这一工作扩展了功能性LiNO3添加剂在具有高压窗口的碳酸盐电解质中的应用,并阐明了LiNO3添加剂对下一代电池中Li阳极保护的作用机理。
文献:“Solvation Chemistry of Lithium Nitrate in Carbonate Electrolyte forHigh-Voltage Lithium Metal Battery”(Angew. Chem. Int. Ed. DOI:10.1002/anie.201807034)
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近日,美克生能源锂枝晶生长模拟正式成功,这是美克生能源继锂电池电化学硬件求解器跑通后的又一重大科研突破,也是全球首次将锂枝晶生长模拟应用于商用锂电池管理系统。电化学储能技术日益成熟,然而锂枝晶的生长模拟始终是行业的一大痛点。锂枝晶是如何产生的?锂枝晶的生长对锂电池有什么影响?为什
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随着锂离子电池能量密度的持续提升,传统的石墨负极材料已经显得力不从心,虽然硅碳材料在容量上远高于石墨材料,但是在嵌满Li的情况下Si的体积膨胀可达300%以上,巨大的体积膨胀不仅会造成Si颗粒自身的粉化和破碎,还会破坏电极中的导电网络,从而造成可逆容量的快速衰降。金属Li负极的理论容量达到38
综述了近年来金属锂负极材料的研究现状,同时针对金属锂负极易生成锂枝晶、库伦效率低、锂电极易粉化、电池易干液的问题,系统介绍了目前金属锂负极改性几个大的研究方向,即设计人造SEI膜、电解液修饰、设计新型结构的锂负极。最后对金属锂负极未来的研究方向和发展趋势进行了展望。本文来源:江汉大
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【引言】固体-液体界面在许多化学、物理和生物过程中扮演着至关重要的角色,但由于缺少可同时对固体和液体组分适用的高分辨表征手段,至今仍然阻碍着科研人员对这一界面进行全面深入的研究。例如在锂金属的枝状沉积和固体-电解质界面膜(SEI)的形成是影响锂金属电池性能和安全的决定性因素,然而直接观
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记者15日获悉,军事科学院、北京大学等单位联合研究团队合成了一种完美的单层石墨烯电极,并揭示锂原子以其为基底材料进行电沉积的行为,填补了金属锂在碳原子晶格上异相成核的基础研究空白,为破解锂电池产业化遭遇的锂枝晶等难题提供理论基础。相关论文近日在线发表在《储能材料》(Energystoragemate
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