AEM：设计不溶性正极电解质界面实现60°C时的高性能NCM811//石墨软包电池

Nanoyu

2022-07-29

通过使用富镍材料可以获得高能量锂离子电池（LIBs），然而，其可逆操作需要长期的正极-电解质界面(CEI)稳定性，特别是对于高温应用，但是电池在操作期间如何演变仍然是个谜。通过原位傅里叶变换红外光谱，最近的研究将不稳定的CEI归因于它们在Li⁺提取/插入期间产生/消失/再生。

近日，湖南大学刘继磊教授，清华大学何向明教授提出了一种不溶性CEI的策略来解决界面引起的正极劣化，重点是富镍层状氧化物。

文章要点

1）在硅氧烷中加入不饱和单元(C=C/C≡C)作为电解液添加剂，可将商品化的LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂/石墨电池在60°C下循环约300次，容量保持率超过85%，同时LiCoO₂电池在80°C下循环350次，容量保持率达到≈90%。

2）实验和理论研究表明，不饱和键越高，活性中心越高，聚合越多，形成不溶的CEI物种，从而抑制寄生反应、腐蚀性酸、过渡金属溶解、应力腐蚀开裂和阻抗生长。

这项研究突出了电极-电解液相互作用的关键作用，并概括了在极端温度条件下未来高能电池发展的可靠的“电解液”方法。

参考文献

Yuqing Chen, et al, Engineering an Insoluble Cathode Electrolyte Interphase Enabling High Performance NCM811//Graphite Pouch  Cell at 60 °C, Adv. Energy Mater. 2022

DOI: 10.1002/aenm.202201631

https://doi.org/10.1002/aenm.202201631