物理化学学报 >> 2024, Vol. 40 >> Issue (7): 2305059.doi: 10.3866/PKU.WHXB202305059
所属专题: 电化学前沿
陈浩1,2, 杨冬月1,2, 黄岗1,2,*(
), 张新波1,2,*(
)
收稿日期:2023-05-31
修回日期:2023-08-17
录用日期:2023-08-26
发布日期:2023-12-01
通讯作者:
Email: ghuang@ciac.ac.cn (黄岗)xbzhang@ciac.ac.cn (张新波)
基金资助:
Hao Chen1,2, Dongyue Yang1,2, Gang Huang1,2,*(
), Xinbo Zhang1,2,*(
)
Received:2023-05-31
Revised:2023-08-17
Accepted:2023-08-26
Published:2023-12-01
Contact:
Email: ghuang@ciac.ac.cn (Gang Huang)xbzhang@ciac.ac.cn (Xinbo Zhang)
Supported by:摘要:
随着消费类电子产品和新能源汽车产业的迅速发展,传统的锂离子电池已经不能满足日益增长的能源需求。为了应对这一挑战,许多高比能电池被提出和研发。其中,锂氧电池以其超高的能量密度引起了广泛的关注,但其可逆性较差问题严重限制了锂氧电池的进一步发展。在锂氧电池中,电解液是一个重要的组成部分,其组分和配比对电池的放电容量、倍率性能和负极稳定性等方面具有至关重要的影响。本文以电解液的组分为线索,对锂氧电池有机电解液的发展历程以及最新研究成果进行了梳理和总结。同时,对于降低过电势和抑制电解液分解的展望,也为锂氧电池的未来发展指明了方向。
陈浩, 杨冬月, 黄岗, 张新波. 锂氧电池有机电解液的研究进展[J]. 物理化学学报, 2024, 40(7), 2305059. doi: 10.3866/PKU.WHXB202305059
Hao Chen, Dongyue Yang, Gang Huang, Xinbo Zhang. Progress on Liquid Organic Electrolytes of Li-O2 Batteries[J]. Acta Phys. -Chim. Sin. 2024, 40(7), 2305059. doi: 10.3866/PKU.WHXB202305059
图2
(a) CO2捕获的超氧根与碳酸乙烯酯稳定共存的示意图31;以0.1 mol·L−1 LiClO4-DMSO为电解液,多孔金为正极的锂氧电池在500 mA·g−1电流密度下的(b)充放电曲线和(c)循环曲线32;(d)首次放电后[(DME)2Li]TFSI和[(DMDMB)2Li]TFSI中正极副产物的核磁氢谱45;(e)室温下,Li/1 mol·L−1 LiNO3-DMA/Csp电池在0.1 mA·cm−2电流密度下循环第80圈的气体释放曲线49;(f)使用高浓度电解液和中等浓度双盐电解液的锂金属沉积示意图50;TEGDME基和四甲基脲基锂氧电池在500 mA·g−1电流密度下以500 mAh·g−1为截止容量的充放电曲线(g)和循环稳定性曲线(h) 19"
| 1 |
doi: 10.1039/c7cs00863e |
| 2 |
doi: 10.1021/cr500062v |
| 3 |
doi: 10.1021/cr400573b |
| 4 |
doi: 10.1021/acs.accounts.0c00772 |
| 5 |
doi: 10.1021/acs.chemrev.9b00609 |
| 6 |
doi: 10.1002/anie.201102357 |
| 7 |
doi: 10.1126/science.aac7730 |
| 8 |
doi: 10.1038/nature16484 |
| 9 |
doi: 10.1126/science.aas9343 |
| 10 |
doi: 10.1016/j.scib.2022.11.027 |
| 11 |
doi: 10.1038/nenergy.2017.56 |
| 12 |
doi: 10.1002/aenm.202001789 |
| 13 |
doi: 10.1002/aenm.201600751 |
| 14 |
doi: 10.1038/s41586-021-03410-9 |
| 15 |
doi: 10.1021/acsmaterialslett.1c00756 |
| 16 |
doi: 10.1016/j.joule.2022.10.008 |
| 17 |
doi: 10.1002/anie.201601783 |
| 18 |
doi: 10.1038/nchem.1646 |
| 19 |
doi: 10.1002/anie.202207570 |
| 20 |
doi: 10.1002/adsu.201700183 |
| 21 |
doi: 10.1021/jz301359t |
| 22 |
doi: 10.1002/anie.201602142 |
| 23 |
doi: 10.1038/s41557-021-00643-z |
| 24 |
doi: 10.1038/nenergy.2017.36 |
| 25 |
doi: 10.1021/jz200352v |
| 26 |
doi: 10.1021/cr030203g |
| 27 |
doi: 10.1021/ja056811q |
| 28 |
doi: 10.5796/electrochemistry.78.403 |
| 29 |
doi: 10.1021/ja2021747 |
| 30 |
doi: 10.1021/jp2043015 |
| 31 |
doi: 10.1002/cjoc.202200498 |
| 32 |
doi: 10.1126/science.1223985 |
| 33 |
doi: 10.1039/c2cc32844e |
| 34 |
doi: 10.1021/jp407221c |
| 35 |
doi: 10.1016/j.chempr.2019.07.003 |
| 36 |
doi: 10.1021/acsaem.1c03999 |
| 37 |
doi: 10.1016/j.electacta.2014.01.042 |
| 38 |
doi: 10.1002/anie.201903459 |
| 39 |
doi: 10.1039/d2cs00003b |
| 40 |
doi: 10.1149/1.2131827 |
| 41 |
doi: 10.1038/nchem.1376 |
| 42 |
doi: 10.1149/1945-7111/ab7aa0 |
| 43 |
doi: 10.1039/c6cc09086a |
| 44 |
doi: 10.1021/jp301537w |
| 45 |
doi: 10.1002/aenm.201400867 |
| 46 |
doi: 10.1038/nmat4629 |
| 47 |
doi: 10.1002/adfm.202101831 |
| 48 |
doi: 10.1021/jp2073914 |
| 49 |
doi: 10.1021/ja311518s |
| 50 |
doi: 10.1039/d0ee01897j |
| 51 |
doi: 10.1016/j.jpowsour.2005.03.082 |
| 52 |
doi: 10.1021/nl5031985 |
| 53 |
doi: 10.1021/acs.nanolett.5b04097 |
| 54 |
doi: 10.1002/anie.202218014 |
| 55 |
doi: 10.1021/acs.chemrev.0c00385 |
| 56 |
doi: 10.1021/acsenergylett.1c02088 |
| 57 |
doi: 10.1021/jacs.1c11711 |
| 58 |
doi: 10.1021/jp102019y |
| 59 |
doi: 10.1039/c2cc36815c |
| 60 |
doi: 10.1039/c3cp53406e |
| 61 |
doi: 10.1021/acsami.5b11483 |
| 62 |
doi: 10.1073/pnas.1505728112 |
| 63 |
doi: 10.1007/s00216-010-4646-z |
| 64 |
doi: 10.1021/acsami.5b04145 |
| 65 |
doi: 10.1021/acsami.8b10054 |
| 66 |
doi: 10.1002/adma.201704841 |
| 67 |
doi: 10.1002/anie.202116635 |
| 68 |
doi: 10.1093/nsr/nwac040 |
| 69 |
doi: 10.1021/ja508400m |
| 70 |
doi: 10.1038/nenergy.2017.118 |
| 71 |
doi: 10.1002/aenm.202000201 |
| 72 |
doi: 10.1002/anie.201400711 |
| 73 |
doi: 10.1039/c5ta01399b |
| 74 |
doi: 10.1021/acsenergylett.6b00328 |
| 75 |
doi: 10.1039/c7ee00954b |
| 76 |
doi: 10.1021/acscatal.8b02783 |
| 77 |
doi: 10.1002/anie.202217354 |
| 78 |
doi: 10.1038/s41467-019-09399-0 |
| 79 |
doi: 10.1021/acscatal.9b01337 |
| 80 |
doi: 10.1038/s41467-018-03204-0 |
| 81 |
doi: 10.1038/s41929-022-00752-z |
| 82 |
doi: 10.1038/s41557-023-01203-3 |
| 83 |
doi: 10.1021/acs.chemrev.1c00139 |
| 84 |
doi: 10.1002/ange.201006264 |
| 85 |
doi: 10.1002/anie.201802277 |
| 86 |
doi: 10.1039/c9ee01453e |
| 87 |
doi: 10.1016/j.joule.2021.12.012 |
| 88 |
doi: 10.1002/anie.201901869 |
| 89 |
doi: 10.1039/d0ee01114b |
| 90 |
doi: 10.1073/pnas.2202835119 |
| 91 |
|
|
吴晨; 周颖; 朱晓龙; 詹忞之; 杨汉西; 钱江锋. 物理化学学报, 2021, 37, 2008044.
doi: 10.3866/PKU.WHXB202008044 |
|
| 92 |
doi: 10.1021/acsenergylett.0c00809 |
| [1] | 张慧, 赵子健, 王雅静, 倪凯, 王彦飞, 朱亮, 刘建允, 赵晓昱. 通过热压法构建具有高效离子传输路径的无溶剂LiFePO4卤水提锂电极[J]. 物理化学学报, 2026, 42(2): 100130 - . |
| [2] | 马千里, 宋天兵, 何天乐, 张熙荣, 熊焕明. 硫掺杂的碳点作为双功能电解液添加剂实现高性能水系锌离子电池[J]. 物理化学学报, 2025, 41(9): 100106 - . |
| [3] | 彭羽, 陈嘉威, 殷悦, 曹永杰, 廖莫愁, 王丛笑, 董晓丽, 夏永姚. 无碳酸乙烯酯电解液定向构筑正极电解质界面相实现高电压钴酸锂的宽温域稳定运行[J]. 物理化学学报, 2025, 41(8): 100087 - . |
| [4] | 黄奥羽, 许君, 黄玉, 储圭, 王卯, 王黎丽, 孙永奇, 蒋臻, 朱晓波. 通过简单的浆料添加剂调整电极-电解液界面以实现稳定的高电压锂离子电池[J]. 物理化学学报, 2025, 41(4): 100037 - . |
| [5] | 刘建东, 张志佳, MikhailKamenskii, FilippVolkov, SvetlanaEliseeva, 马建民. 高压锂电池正极电解质界面研究进展[J]. 物理化学学报, 2025, 41(2): 100011 - . |
| [6] | 姜羊林, 陈明卿, 梁民, 尧奕歌, 张燕, 王鹏, 张建平. 4′-N,N-二乙氨基-3-羟基苯并黄酮激发态分子内质子转移机制的溶剂极性效应——实验和理论研究[J]. 物理化学学报, 2025, 41(2): 100012 - . |
| [7] | 韩卓, 张丹丰, 王海先, 郑国瑞, 柳明, 贺艳兵. 长寿命高镍锂电池界面重构电解液添加剂研究进展[J]. 物理化学学报, 2024, 40(9): 2307034 - . |
| [8] | 杨睿, 李惠, 孟庆飞, 李文杰, 吴际良, 方永进, 黄驰, 曹余良. PC基电解液对Li/CrOx一次电池高倍率性能的影响[J]. 物理化学学报, 2024, 40(9): 2308053 - . |
| [9] | 屈卓研, 张笑银, 肖茹, 孙振华, 李峰. 有机硫化合物在锂硫电池中的应用[J]. 物理化学学报, 2023, 39(8): 2301019 -0 . |
| [10] | 韩慧贤, 陈澜, 赵建成, 于海涛, 汪洋, 闫何恋, 王英雄, 薛智敏, 牟天成. 生物质基酸性低共熔溶剂用于高效溶解木质素及溶解机理[J]. 物理化学学报, 2023, 39(7): 2212043 -0 . |
| [11] | 刘欢, 马宇, 曹斌, 朱奇珍, 徐斌. MXenes在水系锌离子电池中的应用研究进展[J]. 物理化学学报, 2023, 39(5): 2210027 -0 . |
| [12] | 徐铭礼, 刘猛闯, 杨泽洲, 吴晨, 钱江锋. 高比能钠离子电池预钠化技术研究进展[J]. 物理化学学报, 2023, 39(3): 2210043 -0 . |
| [13] | 齐亚娥, 夏永姚. 电解液调控策略提升水系锌离子电池正极材料电化学性能[J]. 物理化学学报, 2023, 39(2): 2205045 -0 . |
| [14] | 张涛, 龚思敏, 陈平, 陈琪, 陈立桅. 利用多氟丙烯酸酯添加剂提升准二维钙钛矿发光二极管性能[J]. 物理化学学报, 2023, 39(12): 2301024 - . |
| [15] | 薄拯, 孔竞, 杨化超, 郑周威, 陈鹏鹏, 严建华, 岑可法. 基于混合溶剂有机电解液的超低温孔洞石墨烯超级电容[J]. 物理化学学报, 2022, 38(4): 2005054 - . |
|
||