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青岛能源所开发出新型高热稳定性锂盐用于下一代高能锂电池领域
2019.07.30   点击236次

如果说电解液是锂电池的“血液?#20445;?#37027;么电解液?#26800;?#38146;盐犹如“血液”?#26800;摹?#34880;红蛋白?#20445;?#20854;重要性不言而喻。传统电解液中大多采用六氟磷酸锂(LiPF6)作为主盐,但LiPF6存在热稳定性差(<100℃),遇水极易分解?#28909;?#28857;,难以满足下一代高能锂电池应用需求。近年来,依托中国科学院青岛生物能源与过程研究所建设的青岛储能产?#23548;?#26415;研究院致力于新型高热稳定性高安全锂盐的设计、合成和应用研究,并取得一系列进展:自主设计合成了一系列具有高热稳定性(>200℃)高安全的硼系主盐,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. Acta2014, 141, 167-172; J. Mater. Chem. A 2015, 3, 7773-7779; Coord. Chem. Rev. 2015, 292, 56-73),大阴离子结构的全氟叔丁氧基三氟硼酸锂(LiTFPFB,Chem. Sci. 2018, 9, 3451-3458)等;同?#20445;?#24320;展了一些将新型高热稳定性主盐应用于下一代高电压锂电池的研究(Energy Environ. Sci. 2018, 11, 1197-1203;J. Electrochem. Soc. 2019, 166, A2313-A2321);另外,也开展了一些高浓度锂盐电解液的开拓性研究工作(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?#33322;?#33258;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文章发表于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?#32435;?#21402;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 为题目在线发表在《德国应用化学》(Angewandte Chemie International Edition,DOI: https://doi.org/10.1002/anie.201906494)。

相关系列研究获得国?#26131;?#28982;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、中科院纳米先导专项和深海先导专项、国?#26131;?#28982;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?#25163;?/p>

 

图1:新型混合主盐电解液实现高能金属锂电池超宽温运行

 

图2:混合主盐电解液功能分类

青岛生物能源与过程研究所
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