硫基電解液能夠提升NCM/石墨電池的循環性能

時間:2020-04-20 21:00來源:新能源Leader 作者:綜合報道
點擊: 次
      隨著新能源汽車續航里程的不斷增加，能量密度更高的三元材料逐漸取代了磷酸鐵鋰材料，在為電動汽車帶來更好的續航里程的同時，三元材料在循環過程中也存在過渡金屬元素溶解、應力累積和顆粒表面晶體結構相變等問題，導致三元體系的鋰離子電池在循環壽命上相比于磷酸鐵鋰體系電池有著不少的差距。
 
      電解液是改善三元體系鋰離子電池循環性能的有效方法，法國巴黎第九大學的Benjamin Flamme（第一作者）和Jolanta wiatowska（通訊作者）、Alexandre Chagnes（通訊作者）等人開發了一種基于3-甲氧基四氫噻吩1，1-二氧化物（MESL）溶劑和LiTFSI鋰鹽的電解液體系，該電解液體系使得NCM111/石墨電池在4.5V截止電壓下仍然能夠保持良好的循環穩定性。
   
       作者之前的研究表明硫基溶劑具有良好的熱穩定性和抗氧化性能，但是它們通常粘度較高，導致電解液的電導率較低。為了降低硫基電解液的粘度，作者合成了MESL溶劑。電解液的配制時通過將LiTFSI溶劑到MESL溶劑當中，獲得1mol/L的溶液，并向其中加入FEC。
ç¡«åŸoç”μè§￡æ¶2能够提升NCM/çŸ3å￠¨ç”μæ± çš„å¾açŽˉ性能
       在電解液中添加FEC的主要目的是提升負極的庫倫效率和循環性能，向MESL+LiTFSI電解液中添加1%（體積分數）的MESL后，石墨負極的循環性能和庫倫效率。除了首次充放電因為電解液的分解導致庫倫效率有所降低外，在隨后的循環中電池的庫倫效率都接近100%，表明電解液在負極表面形成的SEI膜很好的抑制了電解液的持續分解。但是石墨負極的容量僅為90mAh/g左右，遠遠低于石墨材料在碳酸酯類電解液中300mAh/g以上的容量。
 
       負極形成的SEI膜質量較差，導致阻抗較高；硫基溶劑粘度過高，因此難以滲入到石墨負極的孔隙之中，因此導致活性物質發揮不充分。
 
       當FEC的添加量為1%時，NCM材料的首次充放電容量為80mAh/g，每次循環平均損失3%的容量，前五次循環的庫倫效率僅為85%-90%，5-25次循環的庫倫效率也僅為95%左右。而當我們將FEC的添加量提高到5%后，電池的庫倫效率大幅提升，并且平均每次循環的容量損失僅為0.7%。
 
       在40℃循環時NCM電池的庫倫效率逐漸降低，這主要是因為電解液在正極表面的氧化導致的，而當溫度降低到常溫后，電解液在正極材料表面的氧化作用顯著降低，因此電池的庫倫效率始終維持在較高的水平，但是NCM材料在硫基電解液中的容量發揮過低，且循環過程中衰降速度過快，以至于無法滿足實際應用的需求。解決這一問題可以通過在電解液中添加一定量的共溶劑，降低電解液的粘度，同時保持電解液良好的抗氧化特性，其中酯類溶劑就是一種比較好的選擇。
 
       XPS分析發現，在不添加FEC的電解液中循環后，NCM材料的Ni 2p、Mn 2p和Co 2p特征峰的強度出現了輕微的降低，而在添加FEC的電解液中循環后，NCM顆粒表面的過渡金屬元素特征峰的強度出現了顯著的降低，這些特征峰強度的變化主要反應了NCM電極材料表面的SEI膜的厚度變化，這一結果表明在不添加FEC的電解液中循環后NCN材料的表面并沒有出現顯著的變化。
ç¡«åŸoç”μè§￡æ¶2能够提升NCM/çŸ3å￠¨ç”μæ± çš„å¾açŽˉ性能
       在不添加FEC的電解液中循環后，NCM材料表面的C 1s和F 1s的特征峰并沒有出現顯著的變化，在S 2p上，循環后的NCM電極強度出現了明顯的增加。
 
       在室溫下，添加FEC的電解液中循環后的NCM正極表面則有較為顯著的變化，其中炭黑和PVDF對應的一些特征峰的強度出現了明顯的降低，這表明材料表面形成了較厚的SEI膜，這一點我們也可以從C 1s的特征峰強度變化能夠看到。而S 2p的特征峰在這里出現了明顯的變化，不僅強度出現了明顯的升高，還出現了一些新的特征峰。在40℃下循環后，NCM正極材料表面的SEI膜的厚度出現了明顯的降低。
 
       MESL具有良好的抗氧化性能，是一種具有潛力的高電壓電解液材料的選擇，但是在40℃下，仍然會在NCM電極表面發生較為嚴重的分解，從而導致NCM循環性能下降，因此需要配合其他溶劑使用。同時由于其不能在正、負極表面形成穩定的SEI膜，同時其粘度較高，因此不能作為單一溶劑使用，需要配合一些其他低粘度的共溶劑使用。
 
(責任編輯：子蕊)
作者：綜合報道 ，如若轉載，請注明出處：http://www.www.astra-soft.com/shushuo/jishu/2020042032977.html
看完這篇還不夠？如果你也也是同行業需要發布您的新聞報道，請 戳這里 告訴我們！
免責聲明：本文僅代表作者個人觀點，與中國電池聯盟無關。其原創性以及文中陳述文字和內容未經本網證實，對本文以及其中全部或者部分內容、文字的真實性、完整性、及時性本站不作任何保證或承諾，請讀者僅作參考，并請自行核實相關內容。
凡本網注明 “來源：XXX（非中國電池聯盟）”的作品，均轉載自其它媒體，轉載目的在于傳遞更多信息，并不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責。
如因作品內容、版權和其它問題需要同本網聯系的，請在一周內進行，以便我們及時處理。
QQ：503204601
郵箱：cbcu@www.astra-soft.com
猜你喜歡

  • 無EC高壓高安全電解液

    傳統的基于LiPF6/ EC的電解液已經主導電解液市場超過25年，但它們很難應對新的電池化學，并因其高可燃性而受到強烈質疑。 由于EC溶劑對造成性能下降和熱失控(TR)前的初始自熱的表面副反應，以及引發電池TR的放熱反應都有很大的貢獻，因此建立 無EC 電解液是
    2021-11-03 15:49
    		•

  • 液晶電解質在鋰離子電池中的應用進展

    發展高性能新型電解質是解決傳統鋰離子電池安全性和能量密度不足等問題的重要途徑。
    2020-10-29 09:25
    		•

  • 電池電解液對金屬鋰負極的影響

    金屬鋰負極的理論比容量為3860mAh/g，電位僅為-3.04V（vs標準氫電極），是一種理想的鋰離子電池負極材料，搭配高容量的正極材料，可以輕松實現400Wh/kg以上的能量密度。
    2020-10-18 16:12
    		•

  • 循環老化對于鋰離子電池中鋰和電解液分布的影響

    鋰離子電池在循環的過程中持續的界面副反應，會引起電解液消耗和活性Li的損失。
    2020-10-05 17:23
    		•

  • 磷酸鐵鋰動力電池電解液改善及過程參數優化

    鋰電聯盟會長 現在鋰離子電池技術還有待進一步發展方能滿足電動車更高的應用需求，下一代鋰離子電池必須具備大容量、高比能量、長壽命、高安全性等特點，這就要求鋰離子電池要向高能量密度方向發展。 為了尋找高能量密度材料，主要是通過提高材料的壓實密度
    2020-06-02 15:08
    		•

  • 高性能鋰金屬電池電解液設計

    金屬鋰理論比容量可達3860mAh/g，電勢僅為-3.04V（vs 標準氫電極），并具有非常優異的導電性，是一種理想的高比能鋰離子電池負極材料。
    2020-04-09 09:25
    		•

  • 電池容量為何衰減？原來是電解液分解在作祟！

    2019年政府相關部門陸續出臺了多個產業政策，推動新能源汽車產業高質量發展，蓋世汽車從中選取了十大重要政策，以饗讀者。
    2019-12-23 08:43
    		•

  • 不同極片的電解液浸潤速率

    電池極片的電解液浸潤對性能影響很大，電解液浸潤效果不好時，離子傳輸路徑變遠，阻礙了鋰離子在正負極之間的穿梭，未接觸電解液的極片無法參與電池電化學反應，同時電池界面電阻增大，影響鋰電池的倍率性能、放電容量和使用壽命。
    2019-08-07 11:35
    		•

  • 從正負極材料和電解液解析鋰電池低溫性能改善

    作為新能源汽車的動力源，鋰離子電池在實際應用中仍存在較多問題，如低溫條件下能量密度明顯降低，循環壽命也相應受到影響，這也嚴重限制鋰離子電池的規模使用。
    2019-07-12 10:51
    		•

  • 低成本高浸潤性電解液發展總結與展望

    高濃度電解液存在著高成本、低浸潤性等本證問題，制約了高濃度電解液的大規模應用。
    2019-03-28 13:50
    		•
專題
相關新聞

  • 無EC高壓高安全電解液

    傳統的基于LiPF6/ EC的電解液已經主導電解液市場超過25年，但它們很難應對新的電池化學，并因其高可燃性而受到強烈質疑。 由于EC溶劑對造成性能下降和熱失控(TR)前的初始自熱的表面副反應，以及引發電池TR的放熱反應都有很大的貢獻，因此建立 無EC 電解液是
    2021-11-03 15:49

  • 液晶電解質在鋰離子電池中的應用進展

    發展高性能新型電解質是解決傳統鋰離子電池安全性和能量密度不足等問題的重要途徑。
    2020-10-29 09:25

  • 電池電解液對金屬鋰負極的影響

    金屬鋰負極的理論比容量為3860mAh/g，電位僅為-3.04V（vs標準氫電極），是一種理想的鋰離子電池負極材料，搭配高容量的正極材料，可以輕松實現400Wh/kg以上的能量密度。
    2020-10-18 16:12

  • 循環老化對于鋰離子電池中鋰和電解液分布的影響

    鋰離子電池在循環的過程中持續的界面副反應，會引起電解液消耗和活性Li的損失。
    2020-10-05 17:23

  • 磷酸鐵鋰動力電池電解液改善及過程參數優化

    鋰電聯盟會長 現在鋰離子電池技術還有待進一步發展方能滿足電動車更高的應用需求，下一代鋰離子電池必須具備大容量、高比能量、長壽命、高安全性等特點，這就要求鋰離子電池要向高能量密度方向發展。 為了尋找高能量密度材料，主要是通過提高材料的壓實密度
    2020-06-02 15:08

  • 高性能鋰金屬電池電解液設計

    金屬鋰理論比容量可達3860mAh/g，電勢僅為-3.04V（vs 標準氫電極），并具有非常優異的導電性，是一種理想的高比能鋰離子電池負極材料。
    2020-04-09 09:25

  • 電池容量為何衰減？原來是電解液分解在作祟！

    2019年政府相關部門陸續出臺了多個產業政策，推動新能源汽車產業高質量發展，蓋世汽車從中選取了十大重要政策，以饗讀者。
    2019-12-23 08:43

  • 不同極片的電解液浸潤速率

    電池極片的電解液浸潤對性能影響很大，電解液浸潤效果不好時，離子傳輸路徑變遠，阻礙了鋰離子在正負極之間的穿梭，未接觸電解液的極片無法參與電池電化學反應，同時電池界面電阻增大，影響鋰電池的倍率性能、放電容量和使用壽命。
    2019-08-07 11:35
本月熱點
歡迎投稿
聯系人：王女士
Email：cbcu#www.astra-soft.com
發送郵件時用@替換#
電話：010-56284224
在線投稿
微信公眾號
主站蜘蛛池模板： 日韩一级在线视频| 国产精品27页| 在线www中文在线| 波多野结衣中文在线播放| 天天综合天天操| 免费无码又爽又刺激高潮| www.污网站| 琪琪see色原网中文| 日本一道在线日本一道高清不卡免费| 国产情侣真实露脸在线| 久久精品无码午夜福利理论片| 成年人在线看片| 日韩中文有码高清| 国产免费小视频| 丰满少妇被粗大猛烈进人高清 | 黄网站色视频大全免费观看| 最近高清中文在线国语字幕| 国产成人免费ā片在线观看 | 高清一区二区三区视频| 日本精品一区二区三区在线视频| 国产免费一区二区三区在线观看| 久久久久久夜精品精品免费啦| 老司机深夜网站| 婷婷丁香六月天| 亚洲精品国产精品国自产网站 | 风间由美100部合集| 无码超乳爆乳中文字幕久久| 午夜视频在线观看国产www| www国产精品| 永久在线观看www免费视频| 天天狠天天透天干天天怕∴| 亚洲精品国产国语| 2020年亚洲天天爽天天噜| 日本高清在线播放| 嘟嘟嘟www免费高清在线中文 | 青娱乐手机在线| 成人欧美1314www色视频| 人欧美一区二区三区视频xxx| 69免费视频大片| 日韩美女拍拍免费视频网站| 国产99视频免费精品是看6|