《表1 局部高浓度电解质的组成和循环性能对照表》
尽管如此,局部高浓度电解质的应用仍然面临诸多挑战:(一)局部高浓度电解质,可以显著降低成本和电解质粘度,但其对正负极的浸润性,有待进一步的验证.通过同时解决成本、粘度、浸润性等相关技术壁垒,可以匹配更多候选电极材料,可以为先进电池系统突破打下坚实基础.(二)目前,局部高浓度电解质中稀释剂种类仅仅局限于以HFE和BTFE为代表的氟代醚类(表1),并未能应用于高温二次电池当中,种类较为单一,沸点低且比较容易挥发,将局部高浓度电解质的使用范围限制在低温区,难以满足更高安全性能电解质的苛刻要求,因此实现全温区的局部高浓度电解质二次电池还需要进一步的探究,还需要不断地探索新的稀释剂,采用更多的低极性溶剂,如:甲苯和烷类等,并将现有的氟代醚类稀释剂种类进行增添拓展,如T5202,T3057,FE2,T1216(图9)[72].新型稀释剂的选择应当满足以下特征:(1)为“惰性”溶剂,低极性.在不改变高浓度电解液独特的溶剂化结构的同时,还能够与高浓度电解质互溶;(2)廉价,成本低,能够商业化推广应用;(3)低粘度;(4)电化学稳定性好;(5)阻燃,低挥发性;(6)不引发降低电池性能的副反应;(7)与正负极具有良好的相容性,能够形成优异的固态电解质膜.(三)目前对于局部高浓电解质中稀释剂的作用机制以及所形成的络合分子结构,通常是使用拉曼光谱和理论计算(如分子动力学模拟方法)来进行探究,方法较为单一,未能有其它测试手段方法.可以针对局部高浓度电解质内部以及原子尺度、原子数量、络合结构进行更加清楚深入的探究,这将更加有助于让我们了解到潜在的原子尺度相互作用下优异的固态电解质层、高离子电导率、高离子迁移数、宽电化学窗口等特殊性能的作用机制.(四)局部高浓度电解质能够有效抑制铝集流体腐蚀、形成独特高性能的SEI、抑制锂枝晶等作用,通常采用SEM和XPS进行表征,缺乏原位测试手段的表征测试,发展原位测试手段将更有助于我们了解局部高浓度电解质在电池循环过程内部的作用机制.
图表编号 | XD00119073600 严禁用于非法目的 |
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绘制时间 | 2020.02.15 |
作者 | 于喆、张建军、刘亭亭、唐犇、杨晓燕、周新红、崔光磊 |
绘制单位 | 中国科学院青岛生物能源与过程研究所青岛市储能产业技术研究院、青岛科技大学化学与分子工程学院、中国科学院青岛生物能源与过程研究所青岛市储能产业技术研究院、中国科学院青岛生物能源与过程研究所青岛市储能产业技术研究院、中国科学院青岛生物能源与过程研究所青岛市储能产业技术研究院、青岛科技大学化学与分子工程学院、青岛科技大学化学与分子工程学院、中国科学院青岛生物能源与过程研究所青岛市储能产业技术研究院 |
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