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PNNL采用六氟磷酸鋰為添加劑 提升鋰電池性能
發布者:深圳市中科能源有限公司    發布時間:2017-03-14
【高工鋰電綜合報道】

  據外媒報道,據西北太平洋國家實驗室(PacificNorthwestNationalLaboratory,PNNL)的研究表明,在向雙三氟甲基磺酰亞胺鋰-雙草酸硼酸鋰雙鹽基/碳酸溶劑電解質(LiTFSI-LiBOBdual-salt/carbonate-solvent-basedelectrolytes)中添加少量(0.05M)的六氟磷酸鋰(LiPF6,lithiumhexafluorophosphate)后,鋰金屬電池的充電能力和循環穩定性將大幅提升。

  據研究表明,向鋰金屬電池加入上述添加劑后,對4V陰極處施加適度的高負載(1.75mAhcm-2),在循環500次后其電量保持能力(capacityretention)為97.1%,在充放電流密度達到1.75mAhcm-2時,其電極的超電勢增長極為有限。研究者認為,快速充電和循環穩定性得益于鋰金屬表面固體電解質相界面膜(solidelectrolyte)經久耐用、導電性好及AI陰極集電器(cathodecurrentcollector)。

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  上方圖示顯示了PNNL將化學添加劑六氟磷酸鋰加入雙鹽基/碳酸溶劑電解質后,鋰金屬電池的循環穩定性將提升,充電速度加快,電壓較高,充電間隔期更長。

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   PNNL早前的研究是尋找一種表現更為優異的電解液,其制成的電池要么能效極好但充電超慢,無法在電壓較高的電池中應用,要么充電速度很快,但不太穩定,且電池電壓低。

  研究人員嘗試將已在鋰離子電池中使用的鹽——六氟磷酸鋰(LiPF6,lithiumhexafluorophosphate)添加到快速充電電解液中,配置成一款全新的電解液,同時還采用了鋰陽極和鋰鎳錳鈷氧化物,于是一款快速、高效、高電壓電池就誕生了。

  由于該款添加劑已在鋰離子電池中的零部件中有所應用,目前已準備投入使用且價格相對便宜,但因其需求量少(只需0.6wt%)。

  該團隊還在不斷采用新的方式并進行評估,希望推廣使用這款可循環充電的鋰金屬電池,目前團隊致力于改進電極、分離器和電解液。該團隊將制作、測試大量的電解液,提升陰極的材料載荷并嘗試使用更薄的陽極,進一步提升鋰金屬電池的能效和電量保持能力。

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