尽管高能量密度CFx/Li电池得到了广泛的应用,但其在高、低温环境下的适应性较差。
近日,复旦大学夏永姚,董晓丽报道了以丁酸甲酯(MB)和碳酸丙酯(PC)为共溶剂配制了一种新型电解质,可在超低温(<-110 °C)下保持液体状态。利用MB与Li+的弱亲和力,可以很好地控制CFx/Li电池的溶剂化结构和溶剂化能量。优化的电解液使CFx/Li电池在-70至+95 °C的扩展温度范围内具有高比容量和出色的倍率性能。
文章要点
1)研究人员利用原位FT-IR技术和TEM观察了中间体C-(溶剂化的Li+-F)的演化和解溶过程。与商用PC/DME电解质相比,MB溶剂在电解质中的独特性质确保了足够的离子导电性,通过可及的去溶势垒加速了动力学,并具有更高的温度稳定性。
2)在室温(+25 °C,RT)下,在0.05 C和2.6 V的工作电压下,可以获得879mAh g−1的高比容量,1 C和2.41 V的工作电压下,比容量高达834 mAh g−1,表现出优异的倍率性能。更重要的是,在-70 °C时的容量保持率为28%,在+95 °C时的容量高达954 mAh g−1,在0.1 C倍率下获得了优异的温度响应性能。
PC/MB基电解液的设计使CFx/Li电池具有优异的性能,从而便于在宽温度要求下的应用。
参考文献
Zhong Fang, et al, An all-climate CFx/Li battery with mechanism-guided electrolyte, Energy Storage Materials, 2021
DOI: 10.1016/j.ensm.2021.08.002
https://doi.org/10.1016/j.ensm.2021.08.002