经费预存选华算:重磅加码,高至30%预存增值
当前锂电池在极端温度条件下(无论是高温还是低温)都会出现显著的性能衰退,传统的宽温度电解液设计通常通过调整溶剂化壳和选择具有极端熔点/沸点的溶剂来应对这些挑战。然而,这些溶剂介导的解决方案虽然在某一极端温度下有效,但由于难以在宽温度范围内维持溶剂的稳定性,往往在另一个极端条件下失效。
在此,清华大学冯雪、新加坡南洋理工大学(NTU)陈晓东、李述周等人
通过使用硝酸锂(LiNO
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)替代传统的锂盐,实现了双电层(EDL)区域和溶剂化壳的双重调控,从而使电解液在−60°C到80°C的宽温度范围内能够正常运行。通过拉曼光谱、同步广角X射线散射(SWAXS)和分子动力学MD模拟,验证了电解液微观结构中高比例的离子对和聚集体,以及阴离子衍生的双电层区域的形成。
基于此,该策略显著抑制了在低温环境中电荷转移(脱溶剂化过程)电阻的快速增加,并且富含无机成分的CEI层在80°C长时间循环过程中几乎没有发生变化。此外,所制备的电解液在−60°C时表现出56.1%的容量保持率,并且在80°C下持续稳定循环400次。相比之下,采用传统锂盐的电解液在这些条件下无法维持正常工作,且在80°C下仅经过50个循环就出现了快速的容量衰退。
图1. 盐介导的宽温度锂电池电解液
总之,该工作提出了一种盐介导策略,旨在同时解决锂电池在高温和低温下所面临的复杂电化学挑战。作为概念验证,作者通过采用硝酸锂(LiNO