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?港城大AFM：調(diào)整電解質(zhì)溶劑化結(jié)構(gòu)和CEI薄膜實現(xiàn)持久的FSI雙離子電池

雙離子電池（DIB）是一種很有前途的儲能系統(tǒng)，具有高功率特性和快速充電能力。然而，電池的穩(wěn)定性和倍率性能很大程度上取決于電解質(zhì)中鹽和溶劑的類型。

在此，香港城市大學Denis Y. W. Yu團隊研究了采用高溫穩(wěn)定性較好的雙氟磺酰亞胺鋰(LiFSI)作為DIB的鹽，設(shè)計了四種不同濃度(1,3,5和6 m LiFSI (FEC/FEMC = 3:7)，探討其對石墨基DIB電化學活性的影響。

圖1. 電解質(zhì)的物理化學性質(zhì)

研究表明，3 M LiFSI氟乙烯碳酸酯/ 2,2,2-三氟乙基碳酸甲酯(FEC/FEMC) = 3:7的電解質(zhì)，在5C的倍率下循環(huán)2000次后，石墨-鋰DIB的容量保持率為94.1%。在30C時，DIB的容量為100.4 mAh g ^{– 1}、容量保持率為96.3%。并且通過X射線光電子能譜和活化能計算證明其優(yōu)異的電化學性能歸功于正極電解質(zhì)界面(CEI)薄層和快速的FSI?輸運動力學。

因此，石墨-石墨全電池具有優(yōu)異的循環(huán)和速率性能。但當鹽濃度增加到5和6 M時，F(xiàn)SI -嵌入、脫出反應(yīng)緩慢，這主要是由于溶劑共嵌造成的。研究表明，電解質(zhì)對DIB的離子轉(zhuǎn)運、表面膜的形成和穩(wěn)定性起著重要作用。

圖2. 全電池電化學性能

Tuning Electrolyte Solvation Structure and CEI Film to Enable Long Lasting FSI?-Based Dual-Ion Battery, Advanced Functional Materials? 2023 DOI:?10.1002/adfm.202300305

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