2021年11月02日 | 研究发现：稀释高浓度电解质可改善LMB循环性能

2021-11-02 来源：盖世汽车

据外媒报道，DGIST（韩国庆北科学技术研究所）的研究人员通过采用一种新的高浓度电解液稀释技术，证明锂金属电池可在宽温度范围（2-60°C）下循环。这一发现或对开发电动汽车电池产生重要影响。

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（图片来源：期刊Chemical Engineering Journal）

该研究小组由Hongkyung Lee教授和Hochun Lee领导，主要研究高浓度电解质（HCE）稀释对锂金属电池（LMB）在宽温度范围内循环的影响。研究表明，HCE稀释会显著改善较低温度下锂离子的传输，以及较高温度下固体电解质界面的热稳定性，从而提高锂金属电池的循环性能。

与锂离子电池相比，锂金属电池能量密度超高，可实现更短的充电时间，但其电流效率低、循环性能差，并且容易形成锂枝晶。而科学家们发现，使用采用醚类溶剂稀释的HCE可以解决上述问题并提高性能。然而，确定HCE稀释如何在宽的工作温度范围内影响LMB这一问题仍未得到解决。

Hongkyung Lee教授表示：“电解质确定性界面稳定性是确保电池性能的关键问题。这项研究可为稀释HCE稳定高反应性锂表面提供合理策略。本研究的发现可以为设计电解质微观结构提供线索，确定其对宽温度范围内界面稳定性的根本影响，并有助于锂金属电池实现真正的稳定循环。”

HCE通常具有粘性，而通过稀释可以增加电芯内的离子迁移并改善电极的润湿程度。研究小组采用了一种新的HCE稀释技术，因此能够在2-60°C的宽温度下展示出良好的LMB循环性能。该研究对模型HCE以及用1,1,2,2-四氟乙基 2,2,3,3-四氟丙基醚（TTE）稀释的HCE进行了比较电化学分析。

实验结果表明，TTE稀释显著改善了锂离子传输，并减少了低温下的枝状锂电镀生成，而这对于保持循环稳定性至关重要。研究还发现TTE是形成热稳定固体电解质界面的主要原因，该界面决定了LMB的高温循环能力。研究分析表明，TTE稀释也可以验证有利于锂电池的高压循环。