可充放氟化石墨電池!中科院上硅所李馳麟,最新AM

欄目:行業(yè)動(dòng)態(tài) 發(fā)布時(shí)間:2024-10-12
2024年10月7日,中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所李馳麟研究員在國際期刊Advanced Materials發(fā)表題為《Enable Rechargeable Carbon Fluoride Batteries with Unprecedented High Rate and Long Life by Oxygen Doping and Electrolyte Formulation》的研究論文。
2024年10月7日,中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所李馳麟研究員在國際期刊Advanced Materials發(fā)表題為《Enable Rechargeable Carbon Fluoride Batteries with Unprecedented High Rate and Long Life by Oxygen Doping and Electrolyte Formulation》的研究論文。

在這里,研究人員通過氧摻雜和電解液配方,展示了具有前所未有的高倍率和長壽命的可充電氟化碳電池。
研究發(fā)現(xiàn),在CFx正極的氧化過程中引入Mn2+-O催化劑和多孔結(jié)構(gòu),可以促進(jìn)充電過程中Li–F的裂解。
通過使用三苯基氯化銻(TSbCl)作為陰離子受體和CsF作為產(chǎn)物調(diào)節(jié)劑,來進(jìn)一步調(diào)節(jié)電解液,優(yōu)先形成更容易分解的CsLiF2產(chǎn)物而不是LiF,并構(gòu)建了TSbCl-鹽保護(hù)界面,以限制Li-F產(chǎn)物,減少正極側(cè)氟化物損失。
這些效應(yīng)賦予了Li-CFx電池持久的可逆轉(zhuǎn)化反應(yīng)(至少600次循環(huán)),超高倍率性能(在20 A g?1時(shí)為364 mAh g?1)和低至3.2 V的低充電平臺(tái)電壓。正極展現(xiàn)了最大的功率密度38342 W kg?1和能量密度1012 Wh kg?1
此外,這種Li-CFx系統(tǒng)顯示出良好的應(yīng)用前景,因?yàn)槠涞蜏剡\(yùn)行(-20°C,280 mAh g-1)、低自放電能力、大規(guī)模軟包電池制造和高正極負(fù)載(5-6mg cm-2),使其能夠超越以往作為一次電池的角色,進(jìn)入具有高能量密度的快速充電電池的新角色。

圖文解讀


圖1:CFO的結(jié)構(gòu)和形態(tài)表征
圖2:CFO在含TSbCl電解液中的電化學(xué)性能
圖3:CFO在含TSbCl電解液中的反應(yīng)機(jī)理