锂空气电池(LiOTf)有机电解液的优化

2021-07-14 21:42:00
李琳琳
原创
1881
摘要:锂空气电池电解液溶剂、锂盐以及添加剂方面的优化研究,系统地研究其对电解液物化性质及电池性能的影响,旨在找寻一种具有高效稳定循环性能的同时具有良好基础性能的有机电解液。

当以TMS、TEGDME、DMSO、DMA为有机溶剂与LiTFSI为锂盐配制电解液以及以LiTFSI、LiNO 3 LiOTf、LiClO4为锂盐与TMS为溶剂配制电解液时,LiTFSI-TMS电解液体系锂空气电池循环性能最佳,能在0.1mA/cm 2 电流密度下稳定循环高达120圈。同时该电解液具有5.5V的最宽电化学窗口以及7.44mg/L的最高溶氧量,这使得LiTFSI-TMS电解液体系具有较高的研究价值。

但是,该电解液粘度较高、电导率较低,阻碍电池内氧气与离子的传输;与锂负极的化学相容性相对较差,会与锂负极发生一定的副反应,进而影响电池循环性能。

因此,须对LiTFSI-TMS电解液进行优化配制,提高该体系电池循环性能的同时降低粘度、提高电导率以及提高其与锂负极的化学相容性。

资料扩展: FTBA的溶氧机制与LiNO 3 的成膜机制,LiTFSI-TMS电解液与锂负极的化学相容性、电化学稳定性、电导率以及溶氧量等均取得一定提高。同时,该体系下电池稳定循环150圈的情况下不改变电池充放电反应机理并抑制充电副产物的生成。总而言之,FTBA与LiNO 3的协同作用使得电解液性能以及电池循环性能均得到明显改善。

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