将富镍层状氧化物正极与硅基正极相结合是实现高能量密度锂离子电池的最有前途的策略之一。然而,不稳定的正负极界面会引起持续的寄生反应,导致电池的结构退化和容量衰退。
近日,清华深圳国际研究生院Guorui Zheng,北京大学深圳研究生院Luyi Yang合成了四氟(草酸)磷酸锂作为多功能电解液添加剂,以缓解SiOx负极的不可逆体积摆动,同时抑制LiNi0.83Co0.12Mn0.05O2(NCM)正极的不良界面演化,从而提高循环寿命。
文章要点
1)得益于其理想的氧化还原热力学和动力学,这种分子定制的添加剂有助于在NCM阴极和SiOx阳极上分别匹配由LiF、Li3PO4和含P的高分子聚合物组成的界面相,调节界面的化学机械稳定性和电荷转移动力学。
2)更令人鼓舞的是,所提出的策略使4.4V 21700圆柱形电池在实际条件下具有良好的循环稳定性(300次循环后容量保持率为92.9%)。
这一关键发现为高能量密度电池系统的界面优化提供了一个新的视角。
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Shiming Chen, et al, Constructing Matching Cathode−Anode Interphases with Improved Chemomechanical Stability for High-Energy Batteries, ACS Nano, 2024
DOI: 10.1021/acsnano.3c12823
https://doi.org/10.1021/acsnano.3c12823