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可充放氟化石墨電池！中科院上硅所李馳麟，最新AM

欄目：行業(yè)動(dòng)態(tài) 發(fā)布時(shí)間：2024-10-12
2024年10月7日，中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所李馳麟研究員在國(guó)際期刊Advanced Materials發(fā)表題為《Enable Rechargeable Carbon Fluoride Batteries with Unprecedented High Rate and Long Life by Oxygen Doping and Electrolyte Formulation》的研究論文。
2024年10月7日，中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所李馳麟研究員在國(guó)際期刊Advanced Materials發(fā)表題為《Enable Rechargeable Carbon Fluoride Batteries with Unprecedented High Rate and Long Life by Oxygen Doping and Electrolyte Formulation》的研究論文。

在這里，研究人員通過(guò)氧摻雜和電解液配方，展示了具有前所未有的高倍率和長(zhǎng)壽命的可充電氟化碳電池。
研究發(fā)現(xiàn)，在CFx正極的氧化過(guò)程中引入Mn2+-O催化劑和多孔結(jié)構(gòu)，可以促進(jìn)充電過(guò)程中Li–F的裂解。
通過(guò)使用三苯基氯化銻（TSbCl）作為陰離子受體和CsF作為產(chǎn)物調(diào)節(jié)劑，來(lái)進(jìn)一步調(diào)節(jié)電解液，優(yōu)先形成更容易分解的CsLiF2產(chǎn)物而不是LiF，并構(gòu)建了TSbCl-鹽保護(hù)界面，以限制Li-F基產(chǎn)物，減少正極側(cè)氟化物損失。
這些效應(yīng)賦予了Li-CFx電池持久的可逆轉(zhuǎn)化反應(yīng)（至少600次循環(huán)），超高倍率性能（在20 A g?1時(shí)為364 mAh g?1）和低至3.2 V的低充電平臺(tái)電壓。正極展現(xiàn)了最大的功率密度38342 W kg?1和能量密度1012 Wh kg?1。
此外，這種Li-CFx系統(tǒng)顯示出良好的應(yīng)用前景，因?yàn)槠涞蜏剡\(yùn)行（-20°C，280 mAh g-1）、低自放電能力、大規(guī)模軟包電池制造和高正極負(fù)載(5-6mg cm-2)，使其能夠超越以往作為一次電池的角色，進(jìn)入具有高能量密度的快速充電電池的新角色。

圖文解讀


圖1：CFO的結(jié)構(gòu)和形態(tài)表征
圖2：CFO在含TSbCl電解液中的電化學(xué)性能
圖3：CFO在含TSbCl電解液中的反應(yīng)機(jī)理