UNIST团队开发出新型电解质添加剂 可用于高能量密度锂离子电池

据外媒报道，韩国蔚山国家科学技术院的研究人员开发了一种新的电解质添加剂，该添加剂可以在400次循环后保持高能量密度锂离子电池初始容量的81.5%。与FEC或VC等商业添加剂相比，该添加剂可将性能提高10%至30%。通过使用电解质添加剂，可以产生固体电解质中间相，这对于阳极和电解质之间的相互作用和延长锂离子电池的寿命至关重要。然而，传统的固体电解质相间添加剂，如VC和FEC，不能在延长高能量密度锂离子电池寿命的同时快速充电。

根据该报告，新方法允许使用氟化和甲硅烷基化电解质添加剂形成高度稳定的电极-电解质界面结构。它不仅可以承受锂嵌入阳极引起的体积膨胀，还可以提供离子通道，促进锂离子的传输。同时，它还保护了富镍LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2阴极。这种添加剂可以通过VC乙烯基聚合物的扩散为VC衍生的固体电解质的中间相提供空间灵活性。随着电动汽车对大容量电池的需求不断增加，研究人员正在积极开展大容量材料的研究，希望能取代商用锂离子电池中的电极材料。然而，在电池充放电过程中，硅阳极的体积会增加三倍甚至更多，导致电池的机械耐久性较弱，而高镍阳极的化学和机械财产也极不稳定。在硅混合阳极的表面，由新型二氧杂环戊酮添加剂制成的保护膜具有高柔韧性、良好的弹性和优异的锂离子渗透性，可以实现快速充电，同时减少硅体积增加引起的机械过载。此外，在VC支架中加入二甲基亚乙烯基碳酸三氟甲氧基和DMVC-OTMS可以在硅碳阳极上形成柔性和硬质的SEI。DMVC-OTMS去除HF并使PF5失活，从而稳定电极上界面层的组成和结构。结合到VC支架上的Me可以提供离子通道，为SEI中的锂离子传输提供空间。此外，这种添加剂可以去除电解液中的HF，并防止高镍阳极内的金属泄漏。其中，阳极内部的金属量决定了电池的容量。该论文的通讯作者Nam soon Choi教授说：“这一发现是材料结构设计、实验、模拟和合成方法研究的共同成果，可以弥补现有添加剂的不足，为其发展开辟新的方向。”

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