韩国研发含氟原子溶剂电解液 在电极均匀形成保护膜延长电池寿命

韩国研究人员研发了一种含氟电解液,可以在锂电池正负极上均匀形成保护膜,防止出现枝晶,以延长电池寿命。

SMM网讯:据报道,韩国蔚山国家科学技术研究院(Ulsan National Institute of Science and Technology,UNIST)能源与化学工程学院Nam-Soon Choi 和Sang Kyu Kwak教授领导的联合研究小组研发出一种采用含氟原子溶剂的离子浓缩电解液。该电解液能够均匀地在锂金属电池的正负极上形成保护膜,延长整个电池寿命,增加其能量输出。

当锂离子在电池阳正负极之间移动时,锂金属电池或锂离子电池就会发生充放电。此时,锂离子移动的通道是电解液,而电解液本身会在电极(阳极/阴极)表面发生反应,形成保护膜。不过,当形成的保护膜并不均匀时,问题就会出现。

如果保护膜不均匀,金属锂会在大幅出现在负极,即产生枝晶,导致电池短路,或改变了正极,降低了电池性能。因此,必须制造一种理想型保护膜,为此而且必须有效控制电解液的成分。

Nam教授的研究小组研发出一种新型含氟化合物,可以同时保护电池的正负极,并增加电池的能量输出。氟与锂发生反应,会在锂电极表面形成保护膜,当保护膜部分被损坏时,也能进行修复。

Kwak教授的团队利用理论计算,确定含氟溶剂的反应趋势和反应机制。研究人员发现,氟醚溶剂比常规氟更容易发生还原反应,具有易释氟的特性,能够促进在阴极上形成保护膜(氟化界面)。

预计此次发现有助于改善下一代高能量密度电池的电化学性能,包括采用与锂金属电池相同正极的锂离子电池。

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