Synergistic Anion and Solvent-Derived Interphases Enable Lithium-Ion Batteries under Extreme Conditions
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Le résumé fourni par la source
Lithium-ion batteries (LIBs) face increasingly stringent demands as their application expands into new areas, including extreme temperatures and fast charging. To meet these demands, the electrolyte should enable fast lithium-ion transport and form stable interphases on electrodes simultaneously. In practice, however, improving one aspect often compromises another. For instance, the trend toward electrolytes forming anion-derived interphases typically reduces transport efficiency due to weak-solvating solvents. We propose that instead of relying on anions to form the interphase, leveraging both solvents and anions to form interphases can potentially lead to a balancing point between robust interphase formation and effective ion transport. Guided by this design principle, 2,2-difluoroethyl ethyl carbonate (DFDEC) was identified as the promising solvent. With the new electrolyte using DFDEC as the major solvent and lithium bis(fluorosulfonyl) imide (LiFSI) as the salt, graphite||LiNi 0.8 Mn 0.1 Co 0.1 O 2 (NMC811) full cells are capable of fast charging and demonstrate long-term cycling stability with a cutoff voltage of 4.5 V. Notably, the battery shows a capacity retention of 84.3% after 500 cycles with an average Coulombic efficiency (CE) as high as 99.93%. This new electrolyte also enables stable battery cycling across a wide temperature range (−20 to 60 °C), with excellent capacity retention.
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Le contrôle bibliographique ouvert
DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.
- Titre Crossref
- Synergistic Anion and Solvent-Derived Interphases Enable Lithium-Ion Batteries under Extreme Conditions
- Date Crossref
- 25/10/2024
- Éditeur
- American Chemical Society (ACS)
- Type
- journal-article
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Où se fait cette recherche
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Brookhaven National Laboratory Chemistry Division pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Division of Chemistry pays non établi dans la noticeOrganisme public
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DEVCOM Army Research Laboratory Army Research Directorate pays non établi dans la noticeOrganisme public
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Battery Park pays non établi dans la noticeInstitution
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United States Army Combat Capabilities Development Command pays non établi dans la noticeInstitution
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National Institute of Standards and Technology pays non établi dans la noticeOrganisme public
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Material Measurement Laboratory Materials Measurement Science Division pays non établi dans la noticeOrganisme public
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Measurement Specialties (Germany) pays non établi dans la noticeEntreprise
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Industrial Measurement Systems (United States) pays non établi dans la noticeEntreprise
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Chemistry Division pays non établi dans la noticeInstitution
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Battery Science Branch pays non établi dans la noticeInstitution
Chemistry Division — Brookhaven National Laboratory, Division of Chemistry et Army Research Directorate — DEVCOM Army Research Laboratory, avec 8 autres affiliations.
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