高电压锂离子电池的界面问题及改性

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• 英文论文题名：Interface Issues and Modifications of High Voltage Lithium-Ion Batteries
• 论文作者：崔光磊 ; 马君 ; 胡朴 ; 陈立泉
• 英文论文作者：Guanglei Cui ; Jun Ma ; Pu Hu ; Liquan Chen ; Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology ; Institut of Physics ; Chinese Academy of Sciences
• 年：2016
• 作者机构：中国科学院青岛生物能源与过程研究所;中国科学院物理研究所;
• 论文关键词：高电压 ; 固态锂电池 ; 聚合物电解质 ; 界面
• 会议召开时间：2016-07-01
• 会议录名称：中国化学会第30届学术年会摘要集-第三十分会：化学电源
• 语种：中文
• 分类号：TM912
• 学会代码：ZGHY
• 会议名称：中国化学会第30届学术年会-第三十分会 ; 化学电源
• 会议地点：中国辽宁大连
• 主办单位：中国化学会
• 学会名称：中国化学会
• 页数：1
• 文件大小：112k
• 原文格式：D
• 会议级别：全国

摘要

高电压正极材料以其在能量密度方面的优势成为锂离子电池研究的热点。然而,高工作电压带来的电极/电解液界面稳定性和兼容性问题降低了锂离子电池的循环寿命和安全性~([1,2])。固态锂离子电池是从根本上解决现有锂离子电池的安全性问题,提高锂电池能量密度和循环寿命的有效途径~([3,4])。除了电解质开发,界面问题同样成为发展固态锂离子电池的难点与关键。本研究以高电压正极材料LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4为研究对象,研究了电极/电解液的界面特性,提出了一种可以显著改善电极/电解液界面稳定性的原位聚合方法;本研究还开发了多种适用于高电压正极材料(如4.5 V LiCoO_2,LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4)的固态聚合物电解质,研究了聚合物电解质与高电压正极材料的界面问题~([5]),提出了改善界面稳定性和兼容性的有效方法,成功制备了具有较高循环稳定性的高电压聚合物锂离子电池,为高能量密度、高安全性和长循环寿命的高电压固态锂离子电池研究奠定了基础。
High voltage cathode materials,such as LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4 and LiCoO_2(4.5 V),have attracted much attention due to their high energy densities in lithium-ion batteries(LIBs).However,the electrode/electrolyte interface issues at high working potential dramatically degrade the cycling life and safety of LIBs.Even in much-anticipated solid-state LIBs,interface stability and compatibility also have close impact to the capacity retention.Therefore,it is essential to investigate and solve the interface issues of high voltage cathodes in both liquid organic electrolyte and solid state electrolyte.Here,research on the interface issues and modification strategies has been conducted in both liquid and solid-state high voltage LIBs.An in-situ polymerization method was adopted to improve the cycling stability of high voltage LIBs by optimizing the interface stability and compatibility.This work will shed light on the research of high voltage solid-state LIBs with high energy density,safety and cycling life.

引文

[1]Ma,J.;Hu,P.;Cui,G.;Chen,L.Chem.Mater.Manuscript ID:cm-2016-00948u.R1.
    [2]Xu,G.;Liu,Z.;Zhang,C.;Cui,G.;Chen,L.J.Mater.Chem.A 2015,3:4092.
    [3]Zhang,J.;Zhao,J.;Yue,L.;Wang,Q.;Chai,J.;Liu,Z.;Zhou,X.;Li,H.;Guo,Y.;Cui,G.;Chen,L.Adv.Energy Mater.2015,5:1501082.
    [4]张舒,王少飞,凌仕刚,高健,吴娇杨,肖瑞娟,李泓,陈立泉.储能科学与技术,2014,3(4):376.
    [5]Chai,J.;Zhang,J.;Hu,P.;Ma,J.;Du,H.;Yue,L.;Zhao,J.;Wen,H.;Liu,Z.;Cui,G.;Chen,L.J.Mater.Chem.A 2016,4:5191.