中國粉體網(wǎng)訊 隨著清潔能源應(yīng)用的日益擴(kuò)大和對電動(dòng)汽車需求不斷增長，鋰電池儲能技術(shù)已經(jīng)不能滿足人們?nèi)粘Ｐ枨�，因此，開發(fā)高性能鋰電池成為當(dāng)前迫切目標(biāo)。提升電池的能量密度可以通過增加電池容量和提高電池電壓的方式來解決，其中，高電壓尖晶石型鎳錳酸鋰(LiNi0.5Mn 1.5O4, LNMO)正極獲得了研究人員的極大關(guān)注。
LNMO的工作電壓可以達(dá)到4.7 V以上，同時(shí)，此類正極材料也更加經(jīng)濟(jì)環(huán)保。得益于其獨(dú)特的三維孔道結(jié)構(gòu)，鋰離子在LNMO內(nèi)可以快速進(jìn)出從而加快電池充放電速率。然而，傳統(tǒng)電解液在高電壓極易發(fā)生嚴(yán)重的氧化反應(yīng)從而導(dǎo)致巨大的第一圈不可逆容量和不斷加厚的固體電解質(zhì)界面膜（SEI）。因此，開發(fā)長循環(huán)壽命，高容量，高倍率的LNMO正極材料仍然充滿了挑戰(zhàn)。
針對這一問題，美國橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室/田納西大學(xué)的孫曉光研究員，戴勝教授及博士生李運(yùn)超等人最近在Advanced Energy Materials期刊上發(fā)表了一篇:“A Novel Electrolyte Salt Additive for Lithium-Ion Batteries with Voltages Great than 4.7V”的研究報(bào)告，介紹了一種有效提升LNMO高電壓正極材料性能的電解液添加劑Lithium bis(2-methyl-2-fluoromalonato)borate (LiBMFMB)。
電解液添加劑是電池里不可或缺的一部分，通過其少量的添加，可以在電池的正負(fù)極表面形成更加穩(wěn)定的SEI。實(shí)驗(yàn)表明，通過在傳統(tǒng)電解液里添加0.05M LiBMFMB可以使LNMO的半電池在1C速率的條件下經(jīng)過100圈充放電循環(huán)后容量衰減從未添加時(shí)的42.18%下降為13.5%。于此同時(shí)，循環(huán)伏安曲線顯示含有添加劑的電池在第一圈就可以形成穩(wěn)定的SEI膜，然而無添加劑的電池需要更多圈循環(huán)以后才形成有效的SEI。XPS顯示LiBMFMB可以降低LiPF6的分解，從而形成更薄的SEI。此外，在石墨和LNMO組成的全電池中0.05 M LiBMFMB可以使首次庫倫效率達(dá)到90.4%， 然而無添加劑的全電池首次庫侖效率只有66.8%。
此項(xiàng)研究為今后大規(guī)模應(yīng)用高電壓尖晶石型鎳錳酸鋰奠定了基礎(chǔ)，通過添加少量的LiBMFMB可以低成本并有效的改善LNMO的性能。當(dāng)前，此類電解液添加研究正在進(jìn)行。
