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锂金属负极的可逆性与沉积形貌的关联
被引量：
4
1
作者
黄凡洋
揭育林
+4 位作者
李新鹏
陈亚威
曹瑞国
章根强
焦淑红
《物理化学学报》
SCIE
CAS
CSCD
北大核心
2021年第1期153-160,共8页
高能量密度二次电池的商业化将会推动便携式电子设备和电动车的飞速发展。锂金属电池因具有较高的理论能量密度而受到研究者的广泛关注。然而,锂金属负极较低的库仑效率(CE)和枝晶生长等问题,严重制约了锂金属电池的发展。库仑效率是衡...
高能量密度二次电池的商业化将会推动便携式电子设备和电动车的飞速发展。锂金属电池因具有较高的理论能量密度而受到研究者的广泛关注。然而,锂金属负极较低的库仑效率(CE)和枝晶生长等问题,严重制约了锂金属电池的发展。库仑效率是衡量电池体系可逆性的关键参数之一,锂金属负极的库仑效率在不同电解液中存在较大的差异,本文以四种常见的电解液为例,包括1 mol·L^(-1)六氟磷酸锂-碳酸乙烯酯/碳酸二甲酯电解液,1 mol·L^(-1)六氟磷酸锂-碳酸乙烯酯/碳酸二甲酯+5%(w)氟代碳酸乙烯酯电解液,1 mol·L^(-1)双(三氟甲烷磺酰)亚胺锂-乙二醇二甲醚/1,3二氧戊环+2%(w)硝酸锂电解液,以及4 mol·L^(-1)双氟磺酰亚胺锂-乙二醇二甲醚电解液,利用原子力显微镜研究了不同电解液体系中锂金属的生长行为,探讨了锂金属沉积形貌与其库仑效率之间的联系,为发展高效的锂金属负极提供了参考依据。
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关键词
锂金属负极
库仑效率
沉积形貌
电解液
原子力显微镜
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职称材料
氟代溶剂在锂金属电池中的应用
被引量：
1
2
作者
何子旭
陈亚威
+4 位作者
黄凡洋
揭育林
李新鹏
曹瑞国
焦淑红
《物理化学学报》
SCIE
CAS
CSCD
北大核心
2022年第11期72-88,共17页
近年来,锂金属电池由于具有较高的能量密度而成为储能领域的研究热点。电解液作为锂金属电池的“血液”发挥着至关重要的作用。在传统锂离子电池电解液中,锂金属负极与电解液之间的界面副反应严重并伴随着锂枝晶生长,从而导致安全隐患...
近年来,锂金属电池由于具有较高的能量密度而成为储能领域的研究热点。电解液作为锂金属电池的“血液”发挥着至关重要的作用。在传统锂离子电池电解液中,锂金属负极与电解液之间的界面副反应严重并伴随着锂枝晶生长,从而导致安全隐患以及循环寿命缩短等问题。在解决锂金属负极问题上,电解液调控策略具有易操作性和有效性,因而在推动锂金属电池发展方面具有举足轻重的地位。氟代电解液是目前重要的研究方向,氟代电解液在循环过程中能够在电极表面形成富含LiF的固体电解质界面膜(SEI);该界面膜不仅可以有效抑制负极锂枝晶的形成,并且在正极方面能够大幅提高电解液的氧化稳定性,从而提升高电压正极的适配性和锂金属电池的循环稳定性。氟代电解液中氟代溶剂/氟代锂盐的分子结构对电解液的溶剂化结构有重要影响。当氟代溶剂分子中氟原子的位置与数量不同时,氟代溶剂的物理化学性质也会随之发生变化,进而改变了电解液与电极的界面反应性。因此,氟代溶剂能够起到调制SEI膜成分和结构的作用,是决定电池性能的关键因素。本文总结了应用于锂金属电池的主要氟代溶剂,尤其是近几年来发展的新型氟代溶剂;着重介绍了高度氟代的溶剂分子作为局域超浓电解液的稀释剂,以及对溶剂进行精准分子设计得到的部分氟代溶剂等。此外,本文还分析探讨了氟代溶剂分子与电池性能之间的构效关系,展望了构建新型氟代溶剂分子的策略,希望能对电解液溶剂分子的结构设计以及构效关系的评估有一定的启发意义。
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关键词
锂金属电池
氟代电解液
氟代溶剂
溶剂化结构
固体电解质界面膜
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职称材料
题名
锂金属负极的可逆性与沉积形貌的关联
被引量：
4
1
作者
黄凡洋
揭育林
李新鹏
陈亚威
曹瑞国
章根强
焦淑红
机构
中国科学技术大学
出处
《物理化学学报》
SCIE
CAS
CSCD
北大核心
2021年第1期153-160,共8页
基金
国家重点研发计划(2017YFA0402802,2017YFA0206700)
国家自然科学基金(51902304,21776265)
+1 种基金
安徽省自然科学基金(1908085ME122)
中央高校基本科研基金(Wk2060140026)资助项目。
文摘
高能量密度二次电池的商业化将会推动便携式电子设备和电动车的飞速发展。锂金属电池因具有较高的理论能量密度而受到研究者的广泛关注。然而,锂金属负极较低的库仑效率(CE)和枝晶生长等问题,严重制约了锂金属电池的发展。库仑效率是衡量电池体系可逆性的关键参数之一,锂金属负极的库仑效率在不同电解液中存在较大的差异,本文以四种常见的电解液为例,包括1 mol·L^(-1)六氟磷酸锂-碳酸乙烯酯/碳酸二甲酯电解液,1 mol·L^(-1)六氟磷酸锂-碳酸乙烯酯/碳酸二甲酯+5%(w)氟代碳酸乙烯酯电解液,1 mol·L^(-1)双(三氟甲烷磺酰)亚胺锂-乙二醇二甲醚/1,3二氧戊环+2%(w)硝酸锂电解液,以及4 mol·L^(-1)双氟磺酰亚胺锂-乙二醇二甲醚电解液,利用原子力显微镜研究了不同电解液体系中锂金属的生长行为,探讨了锂金属沉积形貌与其库仑效率之间的联系,为发展高效的锂金属负极提供了参考依据。
关键词
锂金属负极
库仑效率
沉积形貌
电解液
原子力显微镜
Keywords
Li metal anode
Coulombic efficiency
Plating morphology
Electrolyte
Atomic force microscopy
分类号
TM912 [电气工程—电力电子与电力传动]
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职称材料
题名
氟代溶剂在锂金属电池中的应用
被引量：
1
2
作者
何子旭
陈亚威
黄凡洋
揭育林
李新鹏
曹瑞国
焦淑红
机构
中国科学技术大学
出处
《物理化学学报》
SCIE
CAS
CSCD
北大核心
2022年第11期72-88,共17页
基金
国家重点研发计划(2017YFA206703)
国家自然科学基金(51902304,52072358,U21A2082)
+1 种基金
安徽省自然科学基金(1908085ME122)
中央高校基本科研基金(WK2060140026)资助项目。
文摘
近年来,锂金属电池由于具有较高的能量密度而成为储能领域的研究热点。电解液作为锂金属电池的“血液”发挥着至关重要的作用。在传统锂离子电池电解液中,锂金属负极与电解液之间的界面副反应严重并伴随着锂枝晶生长,从而导致安全隐患以及循环寿命缩短等问题。在解决锂金属负极问题上,电解液调控策略具有易操作性和有效性,因而在推动锂金属电池发展方面具有举足轻重的地位。氟代电解液是目前重要的研究方向,氟代电解液在循环过程中能够在电极表面形成富含LiF的固体电解质界面膜(SEI);该界面膜不仅可以有效抑制负极锂枝晶的形成,并且在正极方面能够大幅提高电解液的氧化稳定性,从而提升高电压正极的适配性和锂金属电池的循环稳定性。氟代电解液中氟代溶剂/氟代锂盐的分子结构对电解液的溶剂化结构有重要影响。当氟代溶剂分子中氟原子的位置与数量不同时,氟代溶剂的物理化学性质也会随之发生变化,进而改变了电解液与电极的界面反应性。因此,氟代溶剂能够起到调制SEI膜成分和结构的作用,是决定电池性能的关键因素。本文总结了应用于锂金属电池的主要氟代溶剂,尤其是近几年来发展的新型氟代溶剂;着重介绍了高度氟代的溶剂分子作为局域超浓电解液的稀释剂,以及对溶剂进行精准分子设计得到的部分氟代溶剂等。此外,本文还分析探讨了氟代溶剂分子与电池性能之间的构效关系,展望了构建新型氟代溶剂分子的策略,希望能对电解液溶剂分子的结构设计以及构效关系的评估有一定的启发意义。
关键词
锂金属电池
氟代电解液
氟代溶剂
溶剂化结构
固体电解质界面膜
Keywords
Lithium metal battery
Fluorinated electrolyte
Fluorinated solvent
Solvation structure
Solid electrolyte interphase
分类号
O646 [理学—物理化学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
锂金属负极的可逆性与沉积形貌的关联
黄凡洋
揭育林
李新鹏
陈亚威
曹瑞国
章根强
焦淑红
《物理化学学报》
SCIE
CAS
CSCD
北大核心
2021
4
在线阅读
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职称材料
2
氟代溶剂在锂金属电池中的应用
何子旭
陈亚威
黄凡洋
揭育林
李新鹏
曹瑞国
焦淑红
《物理化学学报》
SCIE
CAS
CSCD
北大核心
2022
1
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