Los problemas de seguridad relacionados con los electrolitos inflamables en las baterías de iones de litio (LIB) siguen siendo un desafío importante para su aplicación ampliada. El uso de electrolitos no inflamables a base de fosfatos ha demostrado su validez para inhibir la combustión de LIB. Sin embargo, la fuerte interacción entre Li + y el fosfato conduce a una interfase de electrolito sólido (SEI) dominante con blindaje electrónico limitado, lo que resulta en un Li + deficiente. intercalación en el ánodo de grafito (Gr) cuando se utilizan electrolitos con alto contenido de fosfato.
El Prof. Jia Xie y el Ph.D. Ziqi Zeng de la Escuela de Ingeniería Eléctrica y Electrónica de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Huazhong.
"Para mitigar este problema y mejorar Li + inserción, proponemos una estrategia 'In-N-Out' para hacer que el fosfato sea 'no coordinativo'. Al emplear una combinación de disolventes fuertemente polares para un "efecto de bloqueo" y disolventes débilmente polares para un "efecto de arrastre", el Li + −Se reduce la interacción con el fosfato."
"Como resultado, el fosfato permanece en la fase del electrolito ('In'), minimizando su impacto en la incompatibilidad con el electrodo Gr ('Out'). En el electrolito diseñado, incluso si el contenido de TEP supera el 60% en peso. , el Granodo aún logra Li + reversible reacción de desintercalación. Mientras tanto, la introducción de disolventes fuertemente polares mejora la disociación de las sales de litio, lo que hace que el electrolito demuestre una excelente conductividad iónica (5,94 mS/cm a 30 ⁰C)", afirma Xie.
Por tanto, surgen algunas implicaciones para el diseño de electrolitos no inflamables:1) la capacidad de coordinación de los disolventes con Li + podría ajustarse mediante la estrategia "In-N-Out"; 2) el "efecto de arrastre" es la interacción universal entre disolventes débilmente polares y TEP, lo que ofrece más posibilidades para diseñar electrolitos no inflamables.
El estudio se publica en la revista Science China Chemistry. .
Más información: Mengchuang Liu et al, Diseño "In-N-out" que permite electrolitos de alta conductividad y no inflamables a base de fosfato de trietilo de alto contenido para baterías de iones de litio, Science China Chemistry (2023). DOI:10.1007/s11426-023-1803-x
Proporcionado por Science China Press
