登录
 机构网站
  1. 首页
  2. 情报产品
  3. 快讯详情

《【Advanced Energy Materials】电解液添加剂增强超薄锂金属阳极，用于更持久的电池》

  • 来源专题：新能源汽车
  • 编译者： 王晓丽
  • 发布时间：2025-04-11

  • 研究机构: 大邱庆北科学技术院(DGIST)、釜山国立大学

    团队负责人: DGIST能源科学与工程系Yu Jong-sung教授、釜山国立大学Kang Jun-hee教授团队

    技术突破:

    • 开发三氟甲磺酸银(AgTFMS)电解液添加剂，在20微米超薄锂金属阳极表面同步形成银(Ag)和氟化锂(LiF)复合层。
    • Ag通过合金化反应促进锂均匀沉积，LiF凭借高机械强度稳定固体电解质界面(SEI)，双效协同抑制枝晶生长。

    关键效果:

    • 循环50次后仍保持阳极结构完整(图c-f)，LED测试显示无短路(图g-h)。
    • 与常规体系相比，电池寿命提升7倍以上，Li||NMC811软包电池在2.05 N/P比、6 g Ah?1电解液条件下展现优异循环稳定性(图a-b)。

    机制验证:

    • 通过表面分析证实Ag/LiF复合SEI层的形成(图d-f)。
    • 釜山大学团队通过计算化学阐明Li-Ag相互作用能，揭示稳定性增强的原子级原理。

    应用前景:

    该技术突破超薄锂金属阳极的体积膨胀和界面失效瓶颈，为电动汽车、无人机、船舶等领域的金属锂电池商业化铺平道路。

    原文链接：Jong Hun Sung et al, Dynamic Cycling of Ultrathin Li Metal Anode via Electrode–Electrolyte Interphase Comprising Lithiophilic Ag and Abundant LiF under Carbonate‐Based Electrolyte, Advanced Energy Materials (2025). DOI: 10.1002/aenm.202500279

  • 原文来源：https://techxplore.com/news/2025-04-electrolyte-additives-ultra-thin-lithium.html
76浏览量
原文链接
相关报告

  • 《韩国科学技术院开发活性电解质添加剂 提高锂金属电池性能》
    • 来源专题：能源情报网信息监测服务平台
    • 编译者：guokm
    • 发布时间：2021-12-23
    • 据外媒报道，研究表明，使用电解质添加剂，可以延长锂金属电池的寿命，并大幅提升快速充放电性能。 以二氟（双草酸）磷酸锂为F供体，以硝酸锂为N供体，两者具有不同的电子接受能力和吸附倾向，通过在锂金属负极上形成双层SEI和在富镍正极上形成保护性CEI，提高Li|NCM811全电芯的循环性能。（图片来源：KAIST） 韩国科学技术院（KAIST）研究团队，将固态电解质界面膜分层，从而形成双层结构，使锂金属电池的运行时间达到突破性水平。该团队使用两种具有不同还原和吸附性能的电解质添加剂，以提高双层固态电解质界面膜的功能。此外，该团队确认，通过在正极上形成薄保护层，可以使富镍正极实现结构稳定性。 确保高能量密度锂金属电池寿命长、充电速度快，是实现其作为电动汽车优质动力源的关键。锂金属电池中的锂金属负极，能够提供比石墨负极高10倍的容量。因此，对于打造高能可充电电池，锂金属是不可缺少的负极材料。然而，电解质与锂金属负极之间发生的不良反应会影响功率，这是延长电池寿命的一大障碍。以前的研究只关注于锂金属负极表面上固态电解质界面膜的形成。 该团队设计了一种制造双层固态电解质界面膜的方法，使用电解质添加剂，解决锂金属负极不稳定的问题，这取决于其电子接受能力和吸附倾向。锂金属负极上固态电解质界面膜的这种双层结构，有望进一步应用于锂合金负极、锂储存结构和无负极技术，以满足市场对电解质技术的期望。 带有锂金属负极和富镍正极的电池，经过600次循环后，仍保持80.9%的初始容量，库伦效率高达99.94%。这将促进锂金属负极保护性双层固态电解质界面膜技术的发展。 研究人员表示，这项研究为开发电解质添加剂开辟了新的方向，旨在调节不稳定的锂金属负极-电解质界面，这是锂金属电池研究中的最大障碍。此外，无负极二次电池技术有望改变二次电池市场的游戏规则。电解液添加剂技术通过稳定锂金属负极，将促进无负极二次电池的发展。
    73浏览量
    原文链接

  • 《硝酸锂融入碳酸盐电解液用于高电压锂金属电池》
    • 来源专题：中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者：冯瑞华
    • 发布时间：2018-08-31
    • 锂金属电池由于金属锂具有超高的理论比容量和较低的氧化还原电位受到了广泛的关注。然而，高压锂金属电池的发展受到了严重的阻碍，尤其是锂枝晶。锂枝晶的出现会导致SEI变得不稳定并且可能刺穿隔膜具有严重的安全隐患，因此，稳定锂金属界面是金属锂电池实用化的必要条件之一。由于Li金属和电解液之间的自发反应导致SEI的产生，通过改变电解液的成分来调节SEI的性质是一种容易且可行的方法。在醚类电解液中具有高溶解度的硝酸锂（LiNO3）被认为是锂-硫电池中非常重要的电解液添加剂，其通过稳定Li金属界面在抑制锂多硫化物的“穿梭效应”和Li金属的枝晶生长方面发挥了显着的作用。然而，常规的醚类电解液由于其电化学窗口窄不能用于高压电池体系中。通常，碳酸盐电解液常用于高压电池体系中，其具有比醚类电解液更宽的电化学窗口以及更好的高温性能。虽然LiNO3可以很好地与醚类电解液一起发挥作用，但长期以来认为它与碳酸盐电解液不相容，因为它在碳酸盐电解液中的溶解性差，例如碳酸亚乙酯（EC）和碳酸二乙酯（DEC）。因此，调节LiNO3在碳酸盐电解质中的溶解行为并探索其对循环性能的影响对高压锂金属电压是十分迫切的。 成果简介 近日，北京理工大学黄佳琦研究员（通讯作者）联合清华大学张强教授通过引入微量的氟化铜（CuF2）作为溶解促进剂这一策略，使得LiNO3可以直接溶解在碳酸亚乙酯/碳酸二乙酯电解液中。由于溶液的溶剂化结构发生了改变，LiNO3在碳酸盐电解液中的不溶性也随之发生了改变。因此，LiNO3可以在高压Li金属电池中保护Li金属阳极。当将LiNi0.80Co0.15Al0.05O2阴极与Li金属阳极配对时，电池表现出非常的高的容量保持率并且在0.5C下的循环下平均库仑效率高于99.5％。这项工作表达了对含LiNO3碳酸盐电解质的溶剂化学性质的深刻理解，并展示了在碳酸盐电解液体系中同时兼顾高电压和安全的锂金属阳极兼容系统。相关研究成果以“Solvation Chemistry of Lithium Nitrate in Carbonate Electrolyte for High-Voltage Lithium Metal Battery”为题发表在Angewandte Chemie-International Edition上。
    51浏览量
    原文链接