高能量密度CFx/Li電池已經得到了廣泛的應用,但在高低溫環境下的適應性較差。
復旦大學夏永姚、董曉麗等人巧妙地設計了一種基于丁酸甲酯(MB)和碳酸丙烯酯(PC)共溶劑的新型電解液,它可在超低溫(< -110°C)下保持液態。
得益于MB與Li+的弱親和力,溶劑化結構和溶劑化能在CFx/Li電池的低溫(LT)運行中得到了很好的控制。優化的電解液使CFx/Li電池在-70°C至+95°C的寬溫度范圍內具有高比容量和優異的倍率性能。
原位FT-IR技術和TEM見證了中間體C-(溶劑化Li+-F)的演變和去溶劑化過程。MB溶劑在電解液中的獨特性質確保了充足的離子導電性,通過易接近的去溶劑屏障加速動力學,并且與商用PC/DME基電解液相比具有更高的溫度穩定性。
因此,在室溫(+25°C,RT)下,工作電壓為2.6 V時,在0.05C下可實現879 mAh g-1的高比容量,在1C和2.41 V下可實現834 mAh g-1的高比容量。
更重要的是,在-70°C下獲得了28%的容量保持和+95°C下高達約954 mAh g-1的容量,這表明其卓越的溫度響應性能。基于PC/MB電解液的設計使CFx/Li電池具有卓越的性能,并促進了廣泛溫度要求的應用。
An all-climate CFx/Li battery with mechanism-guided electrolyte. Energy Storage Materials 2021. DOI: 10.1016/j.ensm.2021.08.002
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