提升雙離子電池循環(huán)性能與能量密度 中科院研發(fā)出新型雙離子電池

近日，中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院集成所功能薄膜材料研究中心研究員唐永炳及其研究團(tuán)隊(duì)，通過(guò)開(kāi)發(fā)高電壓濃縮電解液顯著提升了雙離子電池的循環(huán)性能與能量密度。

IT之家了解到，相關(guān)研究成果以High Oxidation Potential ≈6.0V of Concentrated Electrolyte toward High-Performance Dual-Ion Battery為題，在線發(fā)表在Advanced Energy Materials上。

據(jù)介紹，相比于傳統(tǒng)鋰離子電池，雙離子電池通常采用石墨作為正極并依靠陰離子插層實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能，因此具有工作電壓高、成本低、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，在規(guī)?；瘍?chǔ)能領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊。然而傳統(tǒng)有機(jī)電解液體系氧化電位低，難以滿足雙離子電池高電壓的工作要求，而具有寬電化學(xué)穩(wěn)定窗口的離子液體電解液成本高且濃度有限(<1.5 m)，導(dǎo)致雙離子電池難以獲得高的能量密度和穩(wěn)定性。

鑒于此，科研人員在系統(tǒng)研究不同電解液溶劑和鋰鹽的匹配關(guān)系后，結(jié)合砜類(lèi)溶劑和 LiFSI 鋰鹽的各自優(yōu)點(diǎn)，成功研發(fā)出 4.0 m LiFSI/TMS 高電壓濃縮電解液體系。

研究表明，該電解液體系具有以下明顯優(yōu)勢(shì)：電解液的氧化電位提升至～6.0 V，明顯抑制了電池的產(chǎn)氣現(xiàn)象;陰離子插層石墨正極的容量和可逆性得到提升;陽(yáng)離子在負(fù)極側(cè)的沉積 / 剝離可逆性得到明顯改善。采用該高電壓濃縮電解液，雙離子電池穩(wěn)定循環(huán) 1000 次后容量無(wú)明顯衰減，并顯著提升了電池的能量密度。

關(guān)鍵詞： 雙離子電池 循環(huán)性能 能量密度 中科院