科研人员在下一代高能锂电池电解液和黏结剂领域获进展

来源: 中国科学院青岛生物能源与过程研究所

发布日期: 2018-12-12 07:30:00

中国科学院青岛生物能源与过程研究所建设的青岛储能产业技术研究院在下一代高能锂离子电池及其配套电解液和黏结剂的研究领域取得重要进展,通过开发新型电解液和黏结剂,提升了电池性能,解决了新型电极材料与传统电解液、黏结剂兼容性差的问题。

市场和消费者对电动汽车和便携式电子产品的续航里程的高度关注,驱动着锂离子电池能量密度的不断提升。提升锂离子电池能量密度最常用的策略是开发新型高电压高容量正极材料或高容量的负极材料。但是,这些新型电极材料与传统电解液、黏结剂的兼容性差,难以形成稳定的界面,成为制约下一代高能锂离子电池的商业化进程瓶颈问题之一。

依托中国科学院青岛生物能源与过程研究所建设的青岛储能产业技术研究院将下一代高能锂离子电池及其配套电解液和黏结剂的研究作为主攻研究领域之一。

众所周知,电解液是锂离子电池的“血液”,高性能电解液的开发及电极/电解液界面形成机制的研究将极大地提高下一代高能锂离子电池的性能。青岛储能院深入发展“电解液功能添加剂协同联用”策略,实现大幅提升下一代高能锂离子电池性能目标。

这些研究工作虽然对添加剂的协同作用机制做出了具有指导性的解释,但局限于非原位技术手段表征,可能无法反映出电极/电解液界面反应的真实状态。近年来,原位表征技术的发展为高性能电解液的开发及电极/电解液界面形成机制的研究注入了新的活力。

青岛储能院采用in-situ DEMS和理论计算相结合的方法,研究电解液添加剂对高容量硅碳负极中电解液/电极界面反应的影响,并成功构建5V高电压镍锰酸锂/硅碳全电池体系,这对电解液功能添加剂的发展和界面研究的深入具有重要指导意义。

锂离子电池电极中黏结剂用量非常少,却起关键作用,但在研究中容易被忽视。青岛储能院采用含有大量苯酚基团的可再生木质素作为新型功能黏结剂用于5V高电压镍锰酸锂正极材料,该新型正极材料的循环性能得到大幅提高。

青岛储能院在下一代高能锂离子电池及其配套电解液和黏结剂的研究领域所取得的成绩得到国际同行的高度认可,应邀撰写了一系列综述文章。相关系列研究获得多个基金的大力资助。

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