馬里蘭大學(UMD)的研究人員最近開發了一種高可逆的5.3 V電池,采用的是LiCoMnO 4正極,石墨和鋰金屬負極。
移動設備和電動汽車對于續航提升的需求下,在過去幾年中,增加電池的能量密度一直是電池技術發展的首要任務,而這,主要是通過增加電極容量或通過提高電池電壓(V)來實現。
為尋求最有效的正極和負極材料,產業界已經進行了廣泛的研究以探索各種材料的配對,但是直到現在,由于傳統電解質的電化學穩定性窗口狹窄,僅取得了有限的進步。
高工鋰電技術與應用獲悉,馬里蘭大學(UMD)的研究人員最近開發了一種高可逆的5.3 V電池,采用的是LiCoMnO 4正極,石墨和鋰金屬負極。
該團隊還創造了一種特殊設計的電解質,對于LiCoMnO 4正極和(石墨和鋰金屬)負極,其電壓穩定在5.5V 。這產生了5.3V Li-金屬電池,在1k周期內提供720Wh/kg的高能量密度。這種電池化學特性具有> 99%的庫侖效率,為高壓和能量鋰離子電池提供了新的發展機會。
對于目前的鋰電池而言,面臨的一個尷尬現實是,從現有應用的正極材料來看,比容量都已經接近理論水平,因此留下進一步改善的空間變的越來越少?,F有體系之下,增加電池輸出電壓是大幅增加電池能量密度的重要方向。
該團隊指出,在增加電池輸出電壓的進展上,主要受制于電解質的電化學窗口的穩定性,目前行業都還普遍低于5v,而其正在開發的是一種高氟5.5 V電解質(1 M LiPF 6在氟代碳酸亞乙酯,雙(2,2,2-三氟乙基)碳酸酯和氫氟醚[FEC / FDEC / HFE]與Li二氟(草酸)硼酸鹽[LiDFOB]添加劑),使5.3V LiCoMnO 4正極能夠提供720 Wh /kg的能量密度,持續1000個循環和5.2 V石墨|| LiCoMnO 4全電池,以提供480 Wh/kg的能量密度100個循環。
5.5 V電解質為開發高能鋰電池邁出了一大步。該團隊指出,高壓電解質使其能夠使用高壓正極和高容量硅和潛在的鋰金屬負極,這將顯著提高電池能量密度。然而,5.3V LiCoMnO 4的庫侖效率> 99%仍需要改進,以實現長循環壽命。
對于該技術,業內人士指出,電池增加到5.3V是非常明顯的提升,目前產業化最高的在 4.2V左右。而其實現的能量密度比現有電池高出3倍。這為鋰電池接下來的發展提供了一定的方向和思路。
然而,問題的關鍵在于,是否能盡快的實現產業化,在成本的降低和規?;a之后能否達到預期是產業界比較關心的問題。
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原文標題:【大族激光?全球風向】5.5V電解液實現電芯720Wh/kg?產業化才是關鍵
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