高能密度锂钴氧化物电池的研究进展

随着电动汽车和移动电子设备的快速发展，对供应动力的锂离子电池的能量密度提出了更高的要求。根据推力原理，锂离子电池的能量密度接近其上限，因此改进的空间很小。相比之下，以锂为负极的金属锂离子电池在提高能量密度方面具有无可比拟的优势。然而,根据重复SEI破裂和一代的挑战,扩大锂阳极体积,库仑力低,造成电池阻抗和安全问题上升的锂枝晶和死水晶,等与传统液体电解质锂金属电池,高性能的锂金属电池的快速发展受到这些限制。

最近,依托我国科学院青岛生物动力和过程的建设青岛储能行业技能研讨会研究所(以下简称青岛存储法院)处理的关键瓶颈问题,锂离子电池,聚合物电解质作为切入点,从三个方面探讨核心系统治疗方法:(a)大阴离子锂锂阳极维护;(2)构建人工有机/无机复合界面膜(SEI);(三)统筹开发用于高压电阻和锂阳极维护的多功能聚合物电解质，开展一系列创新研究工作，推动高性能锂金属电池的发展，起到了重要的推动和引领用途。

为了从锂盐的角度解决锂枝晶的问题，青岛储能研究所的研究人员策划合成了一种新型的具有大阴离子结构的全氟叔丁基三氟硼酸盐(LiTFPFB)。另一方面，大负离子的存在可以在原位形成锂阳极维持膜，提高锂金属电池的电化学性能。发现锂盐的离子电导率显著高于LiBF4,和铝收集器流体具有更好的稳定性,可以形成一层金属锂负极的维护电影有用进一步抑制锂金属和电解质之间的反应,以便维护锂负极是有用的。相关结果以封底文章的形式发表在世界杂志《化学。科学》上。(Chem.Sci。200893451-3458)。

与金属锂-SEI在使用存在不安全,严重不良事件导致库伦力低,短周期的生活不利的因素,如车间人员从聚合物界面修改开始的观点,规划出人工SEI有用维护金属锂阳极(图1),由保利cyanoacrylateSEI膜分散的氧化锂衍生品(化学。板牙。二十九日,2017年,4682-4689)。发现有机/无机层的协同效应使界面迅速开展锂离子,同时确保SEI不容易脱落,而且显著预防副反应发生在界面区域(Chem.Mater,2016,28岁,3578-3606),从而使金属锂离子电池稳定和长周期稳定(Chem.Mater优秀的界面。,2008,4039-4047)。

一系列相关的研讨会是由我国国家自然科学基金杰出青年科学基金、国家重点研发项目,我国科学院纳米试点项目、山东省自然科学基金,青岛储能行业研究智库联合基金,和青岛理工学院的135项目动态。