中科院物理所在高功率密度锂 / 氟化石墨一次电池科学研究中获得进度

IT资讯4年前 (2021)发布 IT资讯
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IT大王 5 月 9 日信息 据中科院网址,中科院物理研究所开发设计出一种三氟化硼汽体(BF3)锂电池电解液添加剂,使锂 / 氟化高纯石墨一次电池的倍率性能获得大幅度提高(图 1)。这类汽体添加剂可与高氟化水平的氟化高纯石墨相符合,在合理提高充电电池倍率性能的另外维持较高的比能量。

中科院物理所在高功率密度锂 / 氟化石墨一次电池科学研究中获得进度

图 1. 添加 BF3 汽体添加剂与未添加添加剂的锂 / 氟化高纯石墨一次电池倍率性能和光电催化特性阻抗比照 | 图自中科院网址,相同

IT大王掌握到,有关科研成果以 Gaseous electrolyte additive BF3 for high-power Li/CFx primary batteries 问题,发布在 Energy Storage Materials 上。

科学研究工作人员最先运用光电催化特性阻抗和循环伏安法,对添加 BF3 汽体添加剂与未添加添加剂的锂 / 氟化高纯石墨一次电池的动力学方程开展定性分析。数据显示,应用含 BF3 锂电池电解液的锂 / 氟化高纯石墨一次电池辐射跃迁特性阻抗大幅度降低,动力学方程获得大大提高。对充放电后氟化高纯石墨正级极片开展扫描仪透射电镜和 X 放射线透射定性分析,发觉氟化高纯石墨在充放电后产生颗粒物粉碎,而应用含 BF3 锂电池电解液的正级颗粒物粉碎水平更加深入,且意味着未反映氟化高纯石墨(001)晶向的透射峰彻底消退,说明添加 BF3 添加剂后,有大量的活性物质可以参加充放电反映(图 2)。科学研究工作人员进一步运用 X 放射线光电子能谱,发觉对比于对照实验,应用含 BF3 锂电池电解液的充放电态正级(充放电倍率为 4C)表层和体相均检验到大量的 LiF(图 3),说明 BF3 添加剂可合理提高高电流强度下氟化高纯石墨体相容积的使用率。除此之外,对应用不含硼原素锂盐充电电池管理体系的正级表层开展元素分析,发觉应用加上 BF3 锂电池电解液的正级表层带有 BF4 – 正离子。根据之上发觉,科学研究工作人员明确提出了 BF3 锂电池电解液添加剂的作用机理:在充放电全过程中,BF3 可与堆积在氟化高纯石墨正级表层的 LiF 产生化学变化,转化成可溶解锂电池电解液的 LiBF4,减少了磷酸铁锂进到电池正极材料內部的摩擦阻力,进而提高了充电电池的倍率性能(图 4)。

中科院物理所在高功率密度锂 / 氟化石墨一次电池科学研究中获得进度

图 2. 充放电前和充放电后正级极片的扫描仪电子显微图和 X 放射线透射谱,应用含 BF3 锂电池电解液的正级颗粒物在充放电后粉碎水平更高,且意味着未反映氟化高纯石墨(001)晶向的透射峰彻底消退

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图 3. 充放电态正级极片的 X 放射线光电子能谱(带深层离子注入)

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图 4. 锂电池电解液中添加 BF3 汽体添加剂改进锂 / 氟化高纯石墨一次电池倍率性能的作用机理平面图

据了解,该科学研究应用三氟化硼汽体(BF3)做为锂电池电解液添加剂,在提高锂 / 氟化高纯石墨一次电池倍率性能的另外维持了其高效率能量相对密度的特性。除此之外,对比于传统式方式 对氟化高纯石墨电池正极材料开展改性材料,应用锂电池电解液添加剂是一种更简易且与现代化生产工艺流程更兼容的方式 ,因此,其更具有产品化使用价值。

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