300次90%！无负极电池如何提升循环寿命( 二 ) 无负极电池由于能量密度高、

文章图片
虽然上述的研究阐明了Li2O的分解机制，但是我们仍然没有明确HFE在其中的作用机理，因此作者采用试管电池对上述的反应机理进行了分析。从下图a中可以看到将不含HFE的醚类电解液在KO2中老化后能够在NMR谱中观察到羧酸盐（如甲酸盐和乙酸盐等），这主要是来自于O2-的亲核攻击，但是如果我们在电解液中加入HFE后则没有出现羧酸盐的信号，同时我们也观察到了强烈的LiF信号，这表明HFE能够与O2-反应。这一点也可以从充电过程中的O2生成量得到验证，含有HFE的电解液的O2量为0.124mmolgNCM-1 ，而无HFE的电解液则能够达到3.9mmolgNCM-1 ，表明HFE的加入能够中和O2- 。

文章图片
为了验证上述体系在实际电池中的可行性，作者以NCM811@Li2O为正极，以及含HFE电解液制备了软包电池，正极面密度为4.85mAhcm2 ，电解液添加量为2.5gAh-1 ，电池的能量密度达到320Wh/kg ，电池在54.4kPa的压力下进行循环，电池表现出了良好的循环稳定性，在前200次循环中电池容量几乎没有衰降，在循环300次后容量保持率仍然能够达到80% ，经过300次循环后电池的厚度从最初的3.121mm增加到了3.691mm ，厚度的增加主要来自金属锂负极沉积过程中形成的泡沫状结构，以及SEI膜的生长。

文章图片
YuQiao的研究表明通过在正极表面包覆一层Li2O能够有效的补充无负极电池在充电过程中负极的锂损耗，通过在电解液中加入HFE能够中和Li2O氧化分解产生的O2-从而有效的抑制电池产气，并且HFE氧化分解产生的LiF能够有效的钝化NCM811正极，有效的提升了醚类电解液在高镍材料表面的稳定性。
本文主要参考以下文献，文章仅用于对相关科学作品的介绍和评论，以及课堂教学和科学研究，不得作为商业用途。如有任何版权问题，请随时与我们联系。
Ahigh-energy-densityandlong-lifeinitialanode-freelithiumbatteryenabledbyaLi2Osacrificialagent,NatureEnergy,YuQiao,HuijunYang,ZhiChang,HanDeng,XiangLiandHaoshenZhou
【300次90%！无负极电池如何提升循环寿命】来源：新能源Leader ，文/凭栏眺