中科院物理研究所李泓和禹习谦研究员等人采用原位微分电化学质谱(DEMS)来研究LiCoO2|PEO-LiTFSI|Li电池中的产气行为。通过实验和理论计算表明,LiCoO2的表面催化作用是PEO在4.2 V意外析出H2气体的根本原因。使用稳定的固态电解质Li1.4Al0.4Ti1.6(PO4)3(LATP)对LiCoO2表面进行包覆可以减轻这种表面催化作用,并将电池工作电压扩展到4.5 V以上。同时还解释了产气的原因:双三氟甲烷磺酰亚胺(HTFSI)在正极侧因被氧化脱水而产生,并在负极极侧与金属锂反应导致了氢气的析出。相关研究成果以“Increasing Poly(ethyleneoxide) Stability to 4.5 V by Surface Coating of the Cathode”为题发表在ACS Energy Letters上。双三氟甲基磺酰亚胺锂可用于制备锂电池的电解质以及新型稀土路易斯酸催化剂。绿色双三氟甲烷磺酰亚胺锂市价
尖晶石型锰酸锂(LiMn2O4)正极作为一种主流的水系锂电池正极材料被***用于水系锂离子电池,研究表明其电化学性能高度依赖于锰酸锂材料自身化学组分、颗粒尺寸、晶体结构和形貌等材料属性。本文针对性选取了LiMn2O4、铝掺杂LiAlxMn2-xO4、富锂Li1+xMn2-xO4三种典型的尖晶石型LiMn2O4,通过一系列分析、表征手段研究循环前后其晶体结构、材料形貌以及化学组分的变化,探究在高盐浓度Water-in-salt (WIS)水系电解液(21 mol/kg的双三氟甲烷磺酰亚胺锂(LiTFSI)溶液)中三种材料电化学性能不同的原因。研究发现充放电时未经处理的尖晶石LiMn2O4因为严重的Mn溶解和Jahn-Teller效应产生了不可逆的相变和形貌变化,容量衰减严重,循环性能差;铝掺杂一定程度上抑制了尖晶石锰酸锂的Jahn-Teller效应,但不能完全解决Mn溶解和晶格畸变问题,也存在较严重的容量衰减;富锂Li1+xMn2-xO4可以有效抑制尖晶石锰酸锂在水系电解液中的Mn溶解和Jahn-Teller畸变,晶体结构稳定,综合电化学性能好,适合用于水系锂离子电池,提高其整体电化学性能。定制双三氟甲烷磺酰亚胺锂售价双三氟甲烷磺酰亚胺锂是重要的含氟有机离子化合物,其应用在二次锂电池、超级电容器。
基于此,斯坦福大学戴宏杰教授团队提出了一种用于锂金属电池的新型离子液体电解质。该电解液的粘度相较于之前用于锂金属电池的离子液体更低,其组分包括1-乙基-3-甲基咪唑双氟磺酸亚胺([EMIm]FSI与5 M双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)及0.16 M双三氟甲烷磺酰亚胺钠(NaTFSI)添加剂(在本文中为了方便将该电解质命名为“EM-5Li-Na”IL电解液)。采用该电解液的Li/Li对称电池可实现1200 h稳定、可逆的Li沉积/溶解循环,Li-Cu电池可实现锂沉积CE≈99%。当锂金属与高容量NCM 811阴极匹配时可分别提供比较大比容量(≈199 mAh g-1)和≈765Wh kg-1的能量密度。即使在高LiCoO2载量(如12 mg cm−2)的情况下,Li-LiCoO2电池在0.7 C充放电率下经过1200次循环后,其容量保持率仍高达81%(相较于初始容量)。这一结果使得具有高安全性,高能量密度和长循环稳定性的锂金属电池具有实用化前景。该研究成果以“High-Safety and High-Energy-Density Lithium Metal Batteries in a Novel Ionic-Liquid Electrolyte”为题发表在国际前列期刊Advanced Materials上。
近日,马里兰大学Chunsheng Wang教授课题组牵头设计制备了全新的超高浓度的Zn离子水系电解质,应用于Zn离子电池,有效地抑制了枝晶的形成,从而***地增强电池性能和循环寿命。研究人员将1摩尔的双三氟甲烷磺酰亚锌(Zn(TFSI)2)、20摩尔双三氟甲烷磺酰亚胺锂(LiTFSI)和水溶剂混合配置成pH为中性的高浓度Zn离子电解质,随后与Zn负极组成半电池进行恒电流循环测试。结果显示,基于中性高浓度锌离子电解质的半电池循环次数可达500余次,即循环寿命长达170小时;相反,采用传统碱性电解质循环寿命大幅缩减至5小时。扫描电镜表征显示,采用中性高浓度锌离子电解质电池Zn电极表面循环反应前后均呈现光滑的表面,即没有枝晶形成,而采用碱性电解质的电池Zn电极则出现明显的“树突”状枝晶。双三氟甲烷磺酰亚胺锂的市场运用范围。
斯坦福大学崔屹教授课题组设计了一种防火、超轻的固态聚合物电解质(SSE)以提高锂电池的安全性。该聚合物固态电解质以多孔聚酰亚胺(PI)作为机械增强框架材料,添加阻燃剂(十溴二苯乙烷,DBDPE)和离子导电聚合物电解质(聚环氧乙烷/双三氟甲烷磺酰基锂,PEO/LiTFSI)。聚合物固态电解质由轻质有机材料制成,具有可调节的膜厚度(10–25 μm),与传统的隔膜/液体电解质相比,具有更高的能量密度。该聚合物框架PI/DBDPE具有良好的热稳定性,在350 ℃时也没有观察到化学成分与形貌的变化。多孔PI/DBDPE膜的杨氏模量为440 MPa,比PEO/LiTFSI膜的杨氏模量(0.1 MPa)高出近4个数量级,证明了其具有优异的机械强度。添加了离子导体PEO/LiTFSI之后,整个电解质表现出了非常好的防火性能。制成的Li/Li 对称电池循环了300小时不短路,LiFePO4/ Li半电池在60 °C下表现出高速率性能(在1 C下为131 mAh g-1)和循环性能(在C/2速率下300个循环)。此外,该固态聚合物电解质制成的软包电池在火焰测试下仍然可以工作,体现出优异的耐高温特性。双三氟甲烷磺酰亚胺锂稳定性。绿色双三氟甲烷磺酰亚胺锂市价
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浙江大学工程力学系曲绍兴教授与贾铮教授课题组研发了一种具有优异力学性能的全固态离子导电弹性体,成果以《AMechanicallyRobustandVersatileLiquid-FreeIonicConductiveElastomer》为题发表在材料领域**期刊AdvancedMaterials上。他们将酯类单体乙二醇甲醚丙烯酸酯(MEA)、丙烯酸异冰片酯(IBA)和双三氟甲烷磺酰亚胺锂(LiTFSI)按一定比例混合,通过自由基聚合的方法,制备了一种新型的全固态离子导电弹性体。该材料中高分子网络与离子间存在大量氢键与锂键,这些氢键与锂键起到物理交联点的作用并且在材料受拉伸时可发生断裂、耗散大量能量,使得该离子导电弹性体拥有极好的力学性能。此外,该离子导电弹性体具有非晶结构(图1b)和良好的透明度。含盐量为0.5M的离子导电弹性体的可拉伸性超过1600%,其工作温度窗口在-14.4゜(相转变温度)到200゜(热分解温度,图1e)之间,相比水凝胶而言具有极高的温度稳定性。绿色双三氟甲烷磺酰亚胺锂市价