具有富含镍的阴极的锂金属电池(LMB)是下一代高能密度电池的有前途的候选者,但是缺乏能力保护性的电极/电解质相互作用(EEIS)限制了其周围性。在此,提出了三氧基苯苯作为局部浓缩离子液体电解质(LCILES)的助理,以增强EEIS。通过对纯离离子液体电解质(ILE)和三个使用纤维苯,三甲基苯基苯或三氧基苯苯的比较研究电导率和功能,以及通过调节1-乙基-3-甲基咪唑醛酸阳离子(EMIM +)和BIS(FuroSulfonyl)酰亚胺阴离子的贡献,EEIS的组成。Trifluoromethoxybenzene, as the optimal cosolvent, leads to a stable cycling of LMBs employing 5 mAh cm − 2 lithium metal anodes (LMAs), 21 mg cm − 2 LiNi 0.8 Co 0.15 Al 0.05 (NCA) cathodes, and 4.2 μ L mAh − 1 electrolytes for 150 cycles with a remarkable capacity retention 71%,这要归功于LMA上富含无机物种的固体电解质相,尤其是富含EMIM +衍生物种的NCA阴极上的均匀阴极/电解质相间。相比之下,在相同条件下的容量保留率分别仅为16%,46%和18%,而基于氟苯和苯并二烯氟化物的LCLE分别为16%,46%和18%。
通过电气调整,电动频率波的振幅的主动操纵是下一代THZ成像的关键,对于解锁战略应用至关重要,从无线通信到量子技术。在这里,我们基于电源门控单层石墨烯演示了高性能THZ振幅调节剂。通过仔细控制四分之一波长腔结构中的间隔厚度,通过优化电场耦合来实现1.5 - 6 THZ范围内的宽带调制,最大调制深度在2 THz左右。拉曼表征通过石墨烯的电解质门控为0.39 eV的费米级调整。然后开发和测试具有独立控制亚毫米区域的测试2 2调节器阵列,像素之间没有串扰。报告的结果突出了电解石墨烯对有效THZ调制的潜力。单芯片设计可与其他电子组件相结合,并易于集成,使其成为THZ空间光调节器和自适应光学组件的有前途的平台。
摘要:在锂离子电池运行期间,(电)化学侧反应发生在细胞内,可以促进或降解性能。这些复杂的反应在固体,液体和气相中产生副产品。在这三个阶段中研究副产品可以帮助优化电池寿命。要将测得的气相副产品与溶解在液相中的物种相关联,需要等于亨利法律常数等均衡礼节。本工作实施了一个压力衰减实验,以确定乙烯(C 2 H 4)(C 2 H 4)和二氧化碳(CO 2)之间的热力学平衡浓度,它们是在Li-Ion中通常产生的两种气体,其电池在3:7 wt/wt/wt/wt/wt的电池中均为1.2 m lipf 6:碳酸氟乙二烯(15:25:57:3 wt%总成分)。实验测量的压力衰减曲线适合分析溶解模型,并外推以预测平衡时的最终压力。然后使用= k C H 2 4 2.0×10 4 kPa的亨利定律常数和k co d 2 = 1.1×10 4 kpa的用电解质中的部分压力与溶解气体的浓度之间的关系确定亨利定律常数。 这些值与密度功能理论预测的亨利定律常数进行了比较,并在3倍以内显示出良好的一致性。 ■简介用电解质中的部分压力与溶解气体的浓度之间的关系确定亨利定律常数。这些值与密度功能理论预测的亨利定律常数进行了比较,并在3倍以内显示出良好的一致性。■简介
Agathe Naboulsi,Ronan Chometon,FrançoisRibot,Giao Nguyen,Odile Fichet等。ACS应用材料和界面,2024,16(11),pp.13869-110.1021/acsami.3C19249̄。̄-046996222
图 3. 含 GPE 陶瓷的物理化学性质。 (a) 由 PVDF-HFP 和 Al 2 O 3 纳米粒子通过路易斯酸碱分子间键合形成的准固态聚合物示意图。 (b) GPE 的电解质吸收分析与 A 2 O 3 含量的关系。 经许可复制。 96 版权所有 2020,Wiley-VCH。 (c) 具有钠离子传导路径的复合混合固体电解质 (HSE) 的模型表示。 (d) 离子跳跃和增塑剂离子传输对电导率和 Na 迁移数的贡献图。 (e) 复合固体膜、醚基液体电解质和 HSE 的热重分析 (TGA) 结果。 经许可复制。 98 版权所有 2015,皇家化学学会。 (f) 所得 GPE 薄膜在室温下的离子电导率,通过改变填料含量进行改性。 (g) 离子电导率与温度的关系。 (h)GPE-0 和 GPE-4 薄膜的线性扫描伏安曲线。经许可转载。99 版权所有 2021,爱思唯尔。
在锂负极上形成疏锂无机固体电解质界面 (SEI) 并在正极上形成正极电解质界面 (CEI) 对高压锂金属电池是有益的。然而,在大多数液体电解质中,有机溶剂的分解不可避免地会在 SEI 和 CEI 中形成有机成分。此外,有机溶剂由于其高挥发性和易燃性,通常会带来很大的安全风险。本文报道了一种基于低熔点碱性全氟磺酰亚胺盐的无有机溶剂共晶电解质。锂负极表面的独特阴离子还原产生了一种无机的、富含 LiF 的 SEI 膜,该膜具有很强的抑制锂枝晶的能力,这一点可以从 0.5 mA cm −2 和 1.0 mAh cm −2 时 99.4% 的高锂电镀/剥离 CE 以及 80°C 下全 LiNi 0.8 Co 0.15 Al 0.05 O 2 (2.0 mAh cm −2 ) || Li (20 μ m) 电池的 200 次循环寿命看出。所提出的共晶电解质有望用于超安全和高能锂金属电池。
保持可持续性,材料必须丰富,便宜且无毒。毒性并不是唯一的安全问题。由于锂离子电池的易燃性引起的事件经常在媒体中报道。这些设备的易燃性通常与非水电解质有关。电解质也有助于毒性和高成本,部分原因是使用氟化盐。[2-5]解决这些缺陷对于钠离子蝙蝠特别是至关重要的,因为可持续性和安全性至关重要。幸运的是,有一个动力来解决电池中使用的电解质的易燃性质。减轻易燃性的一种常见策略是将有机磷化合物用作电解质溶剂。[6-12]有机磷化合物是多种应用中使用的常见火焰阻燃剂。[13]但是,其中几种化合物对环境和健康有负面影响。[14,15]
锂离子电池 (LIB) 是现代技术不可或缺的一部分,但它们对易燃液体电解质的依赖带来了巨大的安全挑战,尤其是在电动汽车和大型储能系统中。本文介绍了利用定义-测量-分析-设计-优化-验证 (DMADOV) 方法开发阻燃电解质以提高 LIB 的安全性和性能。研究首先定义有机溶剂的性质与电化学稳定性之间的相关性,重点关注可能引起热失控的过度充电风险。通过对候选成分进行系统测量和分析,确定了影响阻燃电解质质量的关键因素。设计阶段优先建立 γ -丁内酯 (γ -BL) 的固体电解质界面 (SEI) 条件,以确保电解质在 LIB 中的性能和稳定性。优化阶段进一步优化了 SEI 形成条件,以解决初始设计期间发现的性能挑战,并结合相关制造工艺。最终验证阶段确认了阻燃电解质组成与优化的 SEI 条件的一致性,为实际应用建立了可行的电解质范围。研究表明,使用 γ -BL 显著降低了因过度充电引起的爆炸风险。最终验证阶段确认了阻燃电解质组成与优化的 SEI 条件的一致性,为实际应用建立了可行的电解质范围。值得注意的是,这项研究强调了稳健的 SEI 设计在开发具有高闪点有机溶剂(如 γ -BL)的阻燃电解质中的重要性,并通过专利技术的验证实验提供支持。这些进步不仅提高了 LIB 的安全性,而且还展示了提高电池性能的潜力,为能源存储解决方案的更广泛应用铺平了道路。
硫化聚丙烯腈 (SPAN) 因其高容量、延长的循环寿命并且不含昂贵的过渡金属,最近成为高能锂 (Li) 金属电池的有前途的正极。由于锂金属和 SPAN 的高容量导致电极重量相对较小,因此 Li/SPAN 电池的重量和比能量密度对电解质重量特别敏感,凸显了最小化电解质密度的重要性。此外,锂金属阳极和 SPAN 阴极的大体积变化需要富含无机的界面相,以保证在长循环期间的完整性和保护性。这项工作通过电解质设计解决了这些关键方面,其中轻质二丁基醚 (DBE) 用作浓缩锂双(氟磺酰基)酰亚胺 (LiFSI)-三乙基磷酸 (TEP) 溶液的稀释剂。设计的电解质(d = 1.04 g mL − 1)比传统的局部高浓度电解质(LHCE)轻 40%–50%,从而在电池层面上带来 12%–20% 的额外能量密度。此外,DBE 的使用引入了显著的溶剂-稀释剂亲和力,从而产生了独特的溶剂化结构,增强了形成有利的阴离子衍生的富含无机物的界面相的能力,最大限度地减少了电解质消耗,并提高了电池的循环性能。该电解质还表现出低挥发性,并在热滥用下为锂金属负极和 SPAN 正极提供良好的保护。
lmb具有锂金属作为阳极的LMB有望达到高达500 WH kg-1的高能密度。但是,商用电解质系统与锂金属和电解质之间的反应性高的锂阳极不兼容。此外,高波动性,强烈的易燃性和较差的热稳定性对LMB构成了安全威胁。因此,电解质系统在确保LMB的电化学性能和安全性方面起着至关重要的作用。开发具有较高界面稳定性的内在安全电解质系统最近是LMB的研究热点。非易易易受电解质系统,例如固态电解质,(局部)高浓度电解质,离子液体(IL)电解质(IL)电解质和共晶电解质,以提高LMB的安全性和可靠性[1]。