Si électrode négative et une électrode positive de point chaud riche en lithium, car il a une capacité spécifique théorique élevée, la prochaine génération de haute matériau d'électrode de batterie au lithium-ion de densité d'énergie. Cependant, en raison du cycle de Si en phase négative conversion expansion du volume énorme et lithium riche irréversible de l'électrode positive, ce qui limite leur application pratique.
Récemment, le professeur Jaephil Cho Corée Ulsan Université des sciences et de la technologie, le professeur Sung Vous Hong, Nam-Soon Choi co-auteur correspondant Professeur en énergie et sciences de l'environnement a publié un tableau intitulé « fluorinatedmalonatoborate dissymétrique comme additif amphotère pour-haute densité d'énergie accumulateurs lithium-ion « les articles de recherche. Les chercheurs introduction de l'additif d'électrolyte positif et négatif LiFMDFB ayant une double modification, à l'aide FEC, d'améliorer le rendement de la cellule électrochimique sur la base de la cathode totale d'oxyde riche en silicium et une anode en carbone.
Figure 1:
(A): LiFMDFB schéma Fig.
(B): EC, FEC, VC, LiDFOB, LiFMDFB comme HOMO / LUMO comparateur de niveau
Highest Occupied orbitale moléculaire repris CE, FEC, VC, LiDFOB, LiFMDFB autres substances tableau de comparaison (HOMO) niveau d'énergie et le niveau d'énergie orbitale moléculaire inoccupée la plus basse (LUMO) du LUMO LiFMDFB se trouve en dessous du niveau de LUMO de FEC niveau, ce qui indique une plus forte affinité électronique LiFMDFB, les électrons peuvent être réduits pour donner le FEC avant décomposition, le matériau d'électrode négative fixée à la surface. Pendant ce temps LiFMDFB par rapport CE, FEC a un niveau d'énergie de HOMO plus, la perte d'électrons sont préférentiellement oxydé. La priorité est préférentiellement oxydé, tout en réduisant, LiFMDFB positives et des électrodes négatives lors de la génération barrière de protection fourni que possible. L'électrode positive appliquée et riche en lithium de l'électrode négative en carbone de silicium assemblées plein cellulaire, la densité d'énergie de la batterie, rendement faradique, la stabilité de cycle ont été considérablement améliorées. LiFMDFB améliorer les performances de la batterie due à l'électrode positive d'induire une couche de protection empêche la formation de fissures intergranulaires et le changement irréversible d'une phase stratifiée riche en lithium du matériau de spinelle tandis que LiFMDFB + FEC induite pour inhiber l'anode un film SEI l'expansion du volume de silicium.
Figure 2:
(A): la présence ou l'absence d'additif riche en lithium LiFMDFB / silicium Comparaison de la stabilité du cycle cellulaire de carbone plein
(B): lithium / carbone riche en silicium ou en l'absence de LiFMDFB pleine comparaison des performances de débit de cellules additif
Figure 3: LiFMDFB induisant une couche protectrice sur la protection lithium riche en matériau d'électrode positive schématique
Figure 4: Les matériaux de cathode pour le recyclage riche en lithium micrographies SEM
(F, h- pas LiFMDFBg, i- ont LiFMDFB)
Figure 5: LiFMDFB + FEC SEI couche induite par des matériaux d'anode silicium-carbone comparaison effet graphique
Références: fluorinatedmalonatoborate dissymétrique comme additif pour amphotère-haute densité d'énergie accumulateurs lithium-ion, 2018, Energy & Environmental Science.DOI: org / 10,1039 / C8EE00372F.
