克日,由德国Helmholtz Institute Münster(HI-Münster)和MEET Battery Research Center(University of Münster)团结台湾科技大学NanoElectrochemistry Laboratory组成的研究团队,在锂金属电池(LMBs)领域取得了突破性希望。该团队通过引入湖南美狮贵宾会官网日本公司(CHEMFISH TOKYO Co., Ltd.)提供的高性能电解质添加剂——二氟磷酸锂(LiPO?F?),显著优化了锂金属电池的界面稳固性和循环性能。
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jpcc.0c09771?goto=supporting-info
锂金属电池因其高比容量和低氧化还原电位,被视为下一代高能量密度电池手艺的有力候选者。然而,其在现实应用中面临诸多挑战,如 “死锂” 的形成、锂沉积不匀称以及固体电解质中心相(SEI)层效果不佳等问题,严重限制了电池的恒久性能和清静性。
在此次研究中,科研团队致力于探讨成膜电解质添加剂(FEC 和 LiPO?F?)对改善锂金属电池性能的作用。实验接纳了多种电池设置,包括 Li||Li 对称电池、Li||Cu 电池、Cu||NMC 电池以及 NMC||Li 全电池,系统地评估了差别活性子料(如阴极质料和锂金属阳极)以及电解质配方的电化学性能。
值得一提的是,研究中所使用的要害添加剂 LiPO?F?正是来自 CHEMFISH。该产品的奇异化学性子为研究的乐成提供了主要包管。通过固态?Li NMR 和原位光学显微镜(OM)剖析发明,当在电解质中同时添加来自 CHEMFISH 的 LiPO?F?和 FEC 时,能够显著镌汰 “死锂” 的天生量,同时使锂的沉积形态越发匀称。这种优化的电解质配方展现出了在现实应用中的重大潜力。
科研团队还使用 ??F 1D MRI 手艺对阴离子浓度漫衍举行监测,发明添加了 CHEMFISH 的 LiPO?F?的电解质,在阴极侧的阴离子浓度耗恣意况获得显着改善,这批注该添加剂有用地影响了电极动力学,对抑制锂枝晶的生长起到了起劲作用。通过对 “死锂” 含量的量化评估进一步证实,含有 CHEMFISH 产品的电解质配方中,“死锂” 分数可低至 2.7%,显著低于其他电解质配方,并且在 SEI 形成历程中消耗的锂分数也相对较低。
XPS 光谱剖析效果显示,使用添加了 CHEMFISH 的 LiPO?F?的电解质后,SEI 层中 LiF 峰强度增添,这直接批注 SEI 层的性能获得了显著改善。别的,在差别电池设置的研究中,均发明含有 CHEMFISH 产品的电解质能够形成更薄且更有用的 SEI 膜,极大地提高了电池的循环稳固性和库仑效率。
此次研究充分展示了 CHEMFISH 的 LiPO?F?在锂金属电池领域的卓越性能,为推动锂金属电池的现实应用和商业化历程迈出了坚实的一步。未来,随着相关研究的深入开展,CHEMFISH 有望继续在新能源领域施展要害作用,助力更多立异效果的降生。