锂离子动力电池在实际工作中需要很高的能量和功率密度,所以需要有些正极材料在高电压(4V 以上)还能进行锂离子的嵌入/脱出反应,而在这样高的电压下,现有的有机电解液体系不能满足要求。另外,锂离子动力电池的电解液还需要能满足大电流充放电和高温工作的要求。目前的电解液体系是把 LiPF6 为电解质盐溶解于以环状碳酸酯[如碳酸乙烯酯(EC)或碳酸丙烯酯(PC)]和直链碳酸酯[如碳酸二甲
酯(DMC)或碳酸二乙酯(DEC)]混合溶剂中,不能满足锂离子动力电池的上述要求。我们近年来在对正极材料进行表面改性的基础上,进行了高电压新电解液体系的研究,可行的解决途径包括优化有机电解液体系、添加适当添加剂、选择新型锂盐以及使用离子液体等。
该电解液可以提高电解液与高电压正极的相容性,减少充电过程中电解液在高电压正极材料表面的分解,并可以在正负极表面形成稳定的SEI 膜,使得正极材料的充放电容量及循环稳定性显著提高;而且工艺简单、易于实施、原料成本低廉、适于工业化生产,应用前景广阔。
工艺简单、易于实施、原料成本低廉、适于工业化生产,应用前景广阔。
南开大学材料学科ESI排名位于全球前1‰。论文篇均被引频次、CNCI以及总被引次数等衡量科研质量的指标数据均居世界前列。基础研究方面,“配位聚合物构筑与结构性能调控”获2014年国家自然科学二等奖,“面向能源转化与存储的有机和碳纳米材料研究”获2018年国家自然科学二等奖(排名第三);“固体催化剂结构缺陷调控方法和机理研究”获2019年国家自然科学二等奖(排名第四);“多电子反应材料与新型二次电池的构筑”获2015年天津市自然科学二等奖;“基于无机-有机杂化的配位空间的构筑与性能研究”获2018年天津市自然科学特等奖;“多级孔材料的自组装构筑及其性能研究”获2018年天津市自然科学三等奖;“太赫兹微纳结构材料与功能器件”获2021年天津市自然科学二等奖(排名第七)。应用研究方面,“高比能动力电池用高镍氧化物材料关键技术研究和应用”获2021年天津市科技进步一等奖(排名第四);“高性能锂离子动力电池用三元正极材料的关键技术及产业化应用”获2019年天津市科技进步二等奖(排名第七),并有多项研究成果实现技术转让/转化,还与中石化、中石油、国隆化工、天津包钢稀土研究院、中国电子科技集团公司等
该电解液可以提高电解液与高电压正极的相容性,减少充电过程中电解液在高电压正极材料表面的分解,并可以在正负极表面形成稳定的 SEI 膜,使得正极材料的充放电容量及循环稳定性显著提高;