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宁德时代,Nature Nanotechnology!

纳米人  · 公众号  ·  · 2025-05-30 19:43

正文

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,如锂盐和有机溶剂的还原和氧化途径,各种固体电解质界面物种的形成,电池内气体的产生和电极之间的串扰过程。作者证明,由于锂离子的连续分解,锂离子的消耗,(氟磺酰基)酰亚胺盐主导界面反应,导致电池放电期间的离子耗尽和电池失效。作者提出了一种电解质配方,其中双(氟磺酰基)酰亚胺锂含量最大化,而不影响动态粘度和体离子电导率,旨在实现长循环电池性能。按照这种策略,组装并测试了Li(20 μm厚度)||LiNi 0.8 Mn 0.1 Co 0.1 O 2 (17.1 mg cm -2 活性材料)单层堆叠袋式电池在贫电解质条件下(即,2.1 g Ah -1 ),其可在25 °C下有效地维持483次充电(0.2 C或28 mA)/放电(1 C或140 mA)循环,展示约77%的放电容量保持率。


技术方案:

1、组装、测试、表征并分析了Cu||NMC811软包电池

作者通过Cu||NMC811电池实验,结合多种分析技术,发现LiFSI分解是LLI的主要原因,其还原过程消耗大量额外Li离子。

2、组装、测试、表征并分析了Li||NMC811软包电池

作者发现Li||NMC811电池循环寿命降低,主要因FSI⁻分解,TTE稳定,LiFSI浓度持续降低。通过优化电解质配方,平衡Li负极厚度和电解质量,可有效延长循环寿命。


技术优势:

1、首次定量描述了LMB循环过程中界面反应与演变过程

本文首次对LMB循环过程中电解质消耗、LLI演变及其界面反应途径进行了定量描述,明确了锂离子耗尽是由于界面反应引起,揭示了LiFSI分解是LMB容量衰减的主要因素,为深入理解LMB失效机制提供了关键依据。

2、开发了新型定制的电解质配方

作者开发了一种含低分子量稀释剂和高重量百分比LiFSI的定制电解质配方,实现了在贫电解质条件下Li||NMC811单层电池组的长期有效循环,显著提高了电池的循环稳定性和容量保持率。







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