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​湖大马建民AEM：仅需1%添加剂，稳定4.6V高压Li||LiCoO2

秋白 电池未来 2023-04-30
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提高正极的截止电压可以提高Li||LiCoO2电池的能量密度。然而，电解液和正极在高电压下会分别遭受氧化和退化，这导致电池快速失效。
图1. 电解液的稳定性表征
湖南大学马建民等通过使用双(苯磺酰)亚胺(BBSI)作为添加剂，构建了一种均匀的、高Li+导电的正极电解质界面相(CEI)，以稳定4.6V截止电压下的Li||LiCoO2电池。由于BBSI先于碳酸酯溶剂进行了氧化分解，因此它有利于在紧凑而均匀的CEI中形成Li2S和Li3N。
这样的CEI提供了高的Li+导电性，以消除晶格间的应力积累，并通过促进局部均匀的Li+来保持LiCoO2的原始结构。
图2. Li||LiCoO2电池的高压性能
正如预期的那样，采用含有1%BBSI电解液的Li||LiCoO2电池在4.6V的截止充电电压和0.5C条件下循环300次后可维持81.30%的初始容量，即使在2C/3C条件下循环500次后也可保持88.27%的初始容量。总体而言，这项工作为高电流密度下的高压锂电稳定提供了新的思路。
图3. CEI分析
Conductive Li+ Moieties-Rich Cathode Electrolyte Interphase with Electrolyte Additive for 4.6 V Well-Cycled Li||LiCoO2 Batteries. Advanced Energy Materials 2023. DOI: 10.1002/aenm.202204272


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