高能密度鋰鈷氧化物電池的研究進展

隨著電動汽車和移動電子設備的快速發(fā)展，對供應動力的鋰離子電池的能量密度提出了更高的要求。根據(jù)推力原理，鋰離子電池的能量密度接近其上限，因此改進的空間很小。相比之下，以鋰為負極的金屬鋰離子電池在提高能量密度方面具有無可比擬的優(yōu)勢。然而,根據(jù)重復SEI破裂和一代的挑戰(zhàn),擴大鋰陽極體積,庫侖力低,造成電池阻抗和安全問題上升的鋰枝晶和死水晶,等與傳統(tǒng)液體電解質(zhì)鋰金屬電池,高性能的鋰金屬電池的快速發(fā)展受到這些限制。

最近,依托我國科學院青島生物動力和過程的建設青島儲能行業(yè)技能研討會研究所(以下簡稱青島存儲)處理的關鍵瓶頸問題,鋰離子電池,聚合物電解質(zhì)作為切入點,從三個方面探討核心系統(tǒng)治療方法:(a)大陰離子鋰鋰陽極維護;(2)構(gòu)建人工有機/無機復合界面膜(SEI);(三)統(tǒng)籌開發(fā)用于高壓電阻和鋰陽極維護的多功能聚合物電解質(zhì)，開展一系列創(chuàng)新研究工作，推動高性能鋰金屬電池的發(fā)展，起到了重要的推動和引領用途。

為了從鋰鹽的角度解決鋰枝晶的問題，青島儲能研究所的研究人員策劃合成了一種新型的具有大陰離子結(jié)構(gòu)的全氟叔丁基三氟硼酸鹽(LiTFPFB)。另一方面，大負離子的存在可以在原位形成鋰陽極維持膜，提高鋰金屬電池的電化學性能。發(fā)現(xiàn)鋰鹽的離子電導率顯著高于LiBF4,和鋁收集器流體具有更好的穩(wěn)定性,可以形成一層金屬鋰負極的維護電影有用進一步抑制鋰金屬和電解質(zhì)之間的反應,以便維護鋰負極是有用的。相關結(jié)果以封底文章的形式發(fā)表在世界雜志《化學?？茖W》上。(Chem.Sci。200893451-3458)。

與金屬鋰-SEI在使用存在不安全,嚴重不良事件導致庫倫力低,短周期的生活不利的因素,如車間人員從聚合物界面修改開始的觀點,規(guī)劃出人工SEI有用維護金屬鋰陽極(圖1),由保利cyanoacrylateSEI膜分散的氧化鋰衍生品(化學。板牙。二十九日,2017年,4682-4689)。發(fā)現(xiàn)有機/無機層的協(xié)同效應使界面迅速開展鋰離子,同時確保SEI不容易脫落,而且顯著預防副反應發(fā)生在界面區(qū)域(Chem.Mater,2016,28歲,3578-3606),從而使金屬鋰離子電池穩(wěn)定和長周期穩(wěn)定(Chem.Mater優(yōu)秀的界面。,2008,4039-4047)。

一系列相關的研討會是由我國國家自然科學基金杰出青年科學基金、國家重點研發(fā)項目,我國科學院納米試點項目、山東省自然科學基金,青島儲能行業(yè)研究智庫聯(lián)合基金,和青島理工學院的135項目動態(tài)。