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Coordination structure regulation in non-flammable electrolyte enabling high voltage lithium electrochemistry

Journal of Energy Chemistry 2024年第9期96卷 282-290页

作者： Zhiwen Deng Ye Jia Yan Deng changhaoyue xu xuemei Zhang Qiujie He Jianan Peng Hao Wu Wenlong Cai College of Materials Science and Engineering Sichuan UniversityChengdu 610064SichuanChina Engineering Research Center of Alternative Energy Materials and Devices Sichuan UniversityChengdu 610064SichuanChina

High-voltage battery systems bring significant increases in energy density but are also accompanied by fast degradation of electrochemical performance and serious safety ***,Li^(+)coordination structure regulation was conducted to formulate a non-flammable electrolyte,which consists of 1.5 M lithium bis(fluor sulfonyl)imide(LiFSI)in triethyl phosphate and methyl 2,2,2-trifluoromethyl carbonate(FEMC).The renamed TEP-FEMC-FEC(TFF)electrolyte exhibits an FSI^(−)-dominated solvation structure contributed by the weakly-solvating ability of *** generated inorganic-rich interfacial layers are conducive to stabilizing the phase transition of high-voltage cathodes while suppressing the dendritic growth on lithium metal or co-intercalation behavior in graphite *** TFF electrolyte enables LiCoO_(2)||Li batteries to achieve capacity maintenance over 79%after 400 cycles with high-rate of 5 C at an ultra-high voltage of 4.6 V,and an outstanding capacity exceeding 100 mA h g^(−1)even at a super-high current density of 20 ***,the Ah-level LiCoO_(2)||graphite pouch cells also exhibit high capacity retention and satisfactory safety performance even under fast *** work provides a novel research direction for the pursuit of high energy density non-flammable electrolytes.

关键词： Non-flammable Solvation structure High-voltage Lithium batteries

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Rationalizing Na-ion solvation structure by weakening carbonate solvent coordination ability for high-voltage sodium metal batteries

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Journal of Energy Chemistry 2023年第12期87卷 105-113,I0004页

作者： Yan Deng Shuai Feng Zhiwen Deng Ye Jia xuemei Zhang changhaoyue xu Sicheng Miao Meng Yao Kaipeng Wu Yun Zhang Wenlong Cai College of Materials Science and Engineering Sichuan UniversityChengdu 610064SichuanChina College of Chemistry and Chemical Engineering Taishan UniversityTaian 271000ShandongChina Engineering Research Center of Alternative Energy Materials and Devices Sichuan UniversityChengdu 610064SichuanChina

Commercial carbonate-based electrolytes feature highly reactive activities with alkali metals,yielding low Coulombic efficiencies and poor cycle life in lithium metal batteries,which possess much higher chemical activity in the rising star sodium metal *** be motivated,we have proposed that decreasing the solvent solvation ability in carbonate-based electrolytes stepwise could enable longterm stable cycling of high-voltage sodium metal *** the solvation capacity reduces,more anions are enticed into the solvation sheath of Na^(+),resulting in the formation of the more desirable interphase layers on the surface of the anode and the *** inorganic-dominated interphases allow highly efficient Na^(+)deposition/stripping processes with a lower rate of dead sodium generation,as well as maintain a stable structure of the high-voltage cathode ***,the assembled Na||Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(2)F_(3)battery exhibits an accelerated ion diffusion kinetics and achieves a higher capacity retention of 85.9%with during the consecutive 200 cycles under the high voltage of 4.5 *** is anticipated that the tactics we have proposed could be applicable in other secondary metal battery systems as well.

关键词： Electrolyte Solvation structure Interfacial chemistry Sodium metal anode High-voltage

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钴-铁双金属有机骨架衍生的硅/碳复合材料的制备及其电化学性能

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四川有色金属 2020年第2期 48-51页

作者：罗航许昌皓月吴昊张云四川大学材料科学与工程学院四川成都610064

硅拥有理论比容量高、锂化电压低和资源丰富的突出优势,是最具潜力的负极材料之一。然而,其巨大的体积变化导致的性能快速衰减和高成本的复杂合成工艺,仍是阻碍其工业化应用的关键。因此,我们通过将纳米硅嵌入到钴-铁双金属有机骨架(MO... 详细信息

硅拥有理论比容量高、锂化电压低和资源丰富的突出优势,是最具潜力的负极材料之一。然而,其巨大的体积变化导致的性能快速衰减和高成本的复杂合成工艺,仍是阻碍其工业化应用的关键。因此,我们通过将纳米硅嵌入到钴-铁双金属有机骨架(MOFs)中,制备得到多孔硅基复合材料(Si@CoFe/NC)。该结构兼具MOFs衍生材料的高导电性和独特的多孔特性,能有效的减缓充放电过程中电极的体积效应,因而展现出优异的电化学性能。所制备材料具有高达832 mAhg-(11Ag-)1的初始可逆比容量,且经过100次循环后,比容量依然维持在598mAhg-1。这项研究工作提出了一种简单的方法来制备具有优异电化学性能的硅基复合材料,在锂离子电池负极中具有较大的应用潜力。

关键词：纳米硅金属有机骨架负极锂离子电池

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