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历经5个月,5 c循环10000次的锂碘(li-凯发k8娱乐官网入口

2023-02-03 来源:ofweek锂电网

背景介绍

锂碘电池具有能量密度高、功率密度优异、可持续性和经济性等优点储能系统领域具有吸引力的。

然而,锂碘电池的正极存在严重的热力学不稳定性和穿梭问题困扰着活性碘负载、容量保持和可循环性。

与传统插层式的锂电池不同,锂碘电池是利用氧化还原的原理来实现高能量和高功率密度的。

目前,锂碘电池存在的问题:1. 碘的氧化还原活性普遍受到化学键的限制,大多数碘化物表现出电化学惰性,不符合电池的氧化还原要求2. 已报道的碘化物,如pvpilii,由于聚合物链结构大或不稳定的键合而在空气中氧化,导致碘含量低,极大地限制了作为碘基正极的应用。

有研究者采用多孔或二维层状载体的方法储碘,由于碘的高升华性引入大量的非活性物质,而且固定效果有限。还有部分报道利用电解液调节,但该该方法成本高且不可控,活性碘利用率低

工作简介

香港城市大学的支春义教授团队报告了一种高热稳定的i-/i3-键合的有机盐,碘含量高达80%用作充电电池的材料。甲胺氢碘化物(ch6nimai)或四丁基三碘化铵(c16h36ni3tbai3)中的碘不牺牲氧化还原活性的前提下通过与有机基团的化学键来稳定。计算表明,maitbai3的碘含量分别为80 wt%61 wt%

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图片来源:文献凯发K8网页登录官网

有机碘盐作为锂碘电池的极实现了0.5 c173.6 mah g?1mai217 mah g?1i)的比容量,50 c133.1mah g?1mai的比容量。5 c10000次循环(超个月)容量保持率达98.3%

内容详情

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maitbai3的分子结构以及有机阳离子与 i-/i3-阴离子之间的静电相互作用;maitbai3的扫描电镜图。(图片来源,论文截图)

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已报道的金属-碘电池中正极材料碘含量的比较(图片来源:论文截图)

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a)cv曲线;b)还原氧化峰值电流与扫描速率平方根的线性拟合;ceis测试;d)充/放电电压曲线;e)放电倍率;f)不同碘基电池的ragone图。(图片来源:论文截图)

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根据分析得出的电化学氧化还原反应机制(图片来源:论文截图)

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li-mai电池在5 c下超个月充/放电循环(图片来源:论文截图)

总结

1. 作者开发了热稳定的且具有电化学活性的i-/i3-键合有机盐作为可充电li-i2电池的正极。

2. 其中,maitbai3的碘含量分别高达80 wt%61 wt%

3. 可充电li-i2电池在0.5 c下提供了接近理论值的比容量173.6 mah g-1mai217 mah g-1i)和2.9 v的电压平台,从而实现了504 wh kg-1的高能量密度mai / 631 wh kg-1i。得益于碘的快氧化还原动力学,在20 c50 c下容量保持率分别为88.8%78.1%

4. 碘化物和有机基团之间的强吸附显著阻碍了穿梭效应,从而使具有高容量并消除了阳极腐蚀,延长了使用寿命。5 c10 000 次循环的容量保持率为98.3%,这是有史以来报道的 具有最长寿命的li-i2电池。

 

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