DN基電解液是最好的鋰電解液?jiǎn)幔?/h1>
發(fā)布人:Jay
發(fā)布時(shí)間:2019-06-06
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理解鋰電極在DN基電解液中(LiAsF6-DN/TBA)的優(yōu)異性能對(duì)改進(jìn)商品化鋰電池的性能是非常重要的。這是因?yàn)樗堑侥壳盀橹刮墨I(xiàn)中報(bào)道的金屬鋰蓄電池最優(yōu)的電解液體系,它有可能在商品化鋰蓄電池中得到應(yīng)用。在DN基電解液中,鋰的循環(huán)效率非常高,鋰的沉積形態(tài)也非常光滑,這主要是由于鋰在DN基電解液中,其表面的I膜主要由一些離子組分如HCOOLi、CH3CH20CH20Li(DN還原產(chǎn)物)、LiF和LixAsFy(鋰鹽還原產(chǎn)物)以及DN的低聚物(DN還原產(chǎn)物)組成。DN的低聚物不溶于電解液,而且由于它們含有0Li+邊基團(tuán)(Edge groups)而粘結(jié)在鋰電極表面上,由于在這一溶劑中鋰電極SEI膜含有這一彈性組分,而使鋰電極表面EI膜非常柔韌。因此鋰在這一電解液體系中沉積或溶解時(shí),能更好地適應(yīng)金屬鋰的體積變化,所以能夠?yàn)殇嚨某练e提供更好的鈍化。
充放電電流密度對(duì)鋰電極性能的影響及容量衰減機(jī)制鋰電極表面總是覆蓋著一層由Li20-LiOH組成的原始膜,當(dāng)它浸沒(méi)在DW基電解液中時(shí),它們?nèi)匀痪哂幸欢ǖ姆€(wěn)定性。當(dāng)它以較低的速率放電時(shí),這層原始膜并不是很快的發(fā)生變化,而是保持著部分的穩(wěn)定性。隨后,由于只有部分的鋰表面與電解液的組分發(fā)生反應(yīng),而另一部分仍然保持著原有的表面化合物,導(dǎo)致鋰電極的表面變得非常不均勻。因此在上述情況下,鋰電極的表面是不均勻的和馬賽克狀的,從而導(dǎo)致鋰沉積過(guò)程的不均勻性,也就產(chǎn)生了枝晶,鋰被腐蝕的速度加快,這樣整個(gè)電池的性能,從循環(huán)壽命的角度來(lái)說(shuō),就變得很差。
當(dāng)這些鋰電池體系以較高的速率放電時(shí),覆蓋在原始表面膜下面的鋰會(huì)很快被耗竭,因此這些表面就會(huì)變得非常不穩(wěn)定,很快被由溶劑還原產(chǎn)物組成的SEI膜所取代,這樣鋰的沉積過(guò)程就可能非常均勻,鋰的沉積形態(tài)也比較光滑。
雖然在DN基電解液中,鋰電極表面的鈍化非常有效,但是要得到完全致密均一、一點(diǎn)缺陷都沒(méi)有的SEI膜幾乎是不可能的。因此在充放電過(guò)程中,鋰電極與電解液之間不可避免地存在一些小規(guī)模反應(yīng),循環(huán)過(guò)程中電解液與鋰的不斷反應(yīng),消耗掉電池中有限的鋰和電解液是限制電池循環(huán)壽命的重要原因,它最終導(dǎo)致了電池的破壞。
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理解鋰電極在DN基電解液中(LiAsF6-DN/TBA)的優(yōu)異性能對(duì)改進(jìn)商品化鋰電池的性能是非常重要的。這是因?yàn)樗堑侥壳盀橹刮墨I(xiàn)中報(bào)道的金屬鋰蓄電池最優(yōu)的電解液體系,它有可能在商品化鋰蓄電池中得到應(yīng)用。在DN基電解液中,鋰的循環(huán)效率非常高,鋰的沉積形態(tài)也非常光滑,這主要是由于鋰在DN基電解液中,其表面的I膜主要由一些離子組分如HCOOLi、CH3CH20CH20Li(DN還原產(chǎn)物)、LiF和LixAsFy(鋰鹽還原產(chǎn)物)以及DN的低聚物(DN還原產(chǎn)物)組成。DN的低聚物不溶于電解液,而且由于它們含有0Li+邊基團(tuán)(Edge groups)而粘結(jié)在鋰電極表面上,由于在這一溶劑中鋰電極SEI膜含有這一彈性組分,而使鋰電極表面EI膜非常柔韌。因此鋰在這一電解液體系中沉積或溶解時(shí),能更好地適應(yīng)金屬鋰的體積變化,所以能夠?yàn)殇嚨某练e提供更好的鈍化。
充放電電流密度對(duì)鋰電極性能的影響及容量衰減機(jī)制鋰電極表面總是覆蓋著一層由Li20-LiOH組成的原始膜,當(dāng)它浸沒(méi)在DW基電解液中時(shí),它們?nèi)匀痪哂幸欢ǖ姆€(wěn)定性。當(dāng)它以較低的速率放電時(shí),這層原始膜并不是很快的發(fā)生變化,而是保持著部分的穩(wěn)定性。隨后,由于只有部分的鋰表面與電解液的組分發(fā)生反應(yīng),而另一部分仍然保持著原有的表面化合物,導(dǎo)致鋰電極的表面變得非常不均勻。因此在上述情況下,鋰電極的表面是不均勻的和馬賽克狀的,從而導(dǎo)致鋰沉積過(guò)程的不均勻性,也就產(chǎn)生了枝晶,鋰被腐蝕的速度加快,這樣整個(gè)電池的性能,從循環(huán)壽命的角度來(lái)說(shuō),就變得很差。 當(dāng)這些鋰電池體系以較高的速率放電時(shí),覆蓋在原始表面膜下面的鋰會(huì)很快被耗竭,因此這些表面就會(huì)變得非常不穩(wěn)定,很快被由溶劑還原產(chǎn)物組成的SEI膜所取代,這樣鋰的沉積過(guò)程就可能非常均勻,鋰的沉積形態(tài)也比較光滑。 雖然在DN基電解液中,鋰電極表面的鈍化非常有效,但是要得到完全致密均一、一點(diǎn)缺陷都沒(méi)有的SEI膜幾乎是不可能的。因此在充放電過(guò)程中,鋰電極與電解液之間不可避免地存在一些小規(guī)模反應(yīng),循環(huán)過(guò)程中電解液與鋰的不斷反應(yīng),消耗掉電池中有限的鋰和電解液是限制電池循環(huán)壽命的重要原因,它最終導(dǎo)致了電池的破壞。
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