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青島能源所開發出新型高熱穩定性锂鹽用于下一代高能锂電池領域
2019-07-30 | 编辑: | 【 】| | 供稿部门:青岛储能院
    

  如果說電解液是锂電池的“血液”,那麽電解液中的锂鹽猶如“血液”中的“血紅蛋白”,其重要性不言而喻。傳統電解液中大多采用六氟磷酸锂(LiPF6)作爲主鹽,但LiPF6存在熱穩定性差(<100℃),遇水極易分解等缺點,難以滿足下一代高能锂電池應用需求。近年來,依托青島能源所建設的青島儲能産業技術研究院(簡稱“青島儲能院”)致力于新型高熱穩定性高安全锂鹽的設計、合成和應用研究,並取得一系列重要進展:自主設計合成了一系列具有高熱穩定性(>200℃)高安全的硼系主鹽,如酒石酸硼酸锂及其衍生物(Electrochim. Acta 2013, 92, 132-138; Solid State Ionics 2014, 262 747-753; Electrochim. Acta 2014, 141, 167-172; J. Mater. Chem. A 2015, 3, 7773-7779; Coord. Chem. Rev. 2015, 292, 56-73),大陰離子結構的全氟叔丁氧基三氟硼酸锂(LiTFPFB,Chem. Sci. 2018, 9, 3451-3458)等;同時,開展了一些將新型高熱穩定性主鹽應用于下一代高電壓锂電池的研究(Energy Environ. Sci. 2018, 11, 1197-1203;J. Electrochem. Soc. 2019, 166, A2313-A2321);另外,也開展了一些高濃度锂鹽電解液的開拓性研究工作(Chem. Commun. 2019, DOI:10.1039/C9CC03246K; J. Power Sources 2019, DOI: https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2019.226942)。 

  近日,青岛储能院将自主合成的新锂盐LiTFPFB 用于抑制双三氟甲基磺酰亚胺锂 (LiTFSI)对正极Al集流体的腐蚀,并通过溶剂和添加剂配方的优化,开发出高热稳定性混合主盐电解液,实现LiNi0.5Mn0.3Co0.2O2/Li (NMC/Li)金属锂电池超宽温区(-40℃-90℃)运行,相关工作以Front Cover Picture文章发表在Small (Small  2019, 15, 1900269)。近年来混合主盐电解液在下一代高能锂电池领域备受关注,正是因为在电解液锂盐研究领域的深厚积淀,青岛储能院应邀撰写关于混合主盐电解液的综述,以“Key Scientific Issues in Formulating Blended Lithium Salts Electrolyte for Lithium Batteries”爲題目在線發表在Angewandte Chemie International Edition (DOI: https://doi.org/10.1002/anie.201906494).

  相关系列研究获得了国家自然科学基金杰出青年科学基金,国家重点研发计划新能源汽车固态电池项目,中國科學院纳米先导专项和深海先导专项,国家自然科学基金重点基金,山东省自然科学基金重大研发项目,青岛市储能行业科学研究智库联合基金,青岛能源所“一三五”项目等的大力资助。(文/图 许高洁 崔光磊)

圖1:新型混合主鹽電解液實現高能金屬锂電池超寬溫運行

圖2:混合主鹽電解液功能分類

 

 

 

 
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