CHEMFISH產(chǎn)品助力鋰金屬電池技術突破：高效成膜添加劑顯著提升電池性能
近日，由德國Helmholtz Institute Münster（HI-Münster）和MEET Battery Research Center（University of Münster）聯(lián)合臺灣科技大學NanoElectrochemistry Laboratory組成的研究團隊，在鋰金屬電池（LMBs）領域取得了突破性進展。該團隊通過引入湖南嘉航日本公司（CHEMFISH TOKYO Co., Ltd.）提供的高性能電解質添加劑——二氟磷酸鋰（LiPO?F?），顯著優(yōu)化了鋰金屬電池的界面穩(wěn)定性和循環(huán)性能。
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jpcc.0c09771?goto=supporting-info
鋰金屬電池因其高比容量和低氧化還原電位，被視為下一代高能量密度電池技術的有力候選者。然而，其在實際應用中面臨諸多挑戰(zhàn)，如 “死鋰” 的形成、鋰沉積不均勻以及固體電解質中間相（SEI）層效果不佳等問題，嚴重限制了電池的長期性能和安全性。
在此次研究中，科研團隊致力于探究成膜電解質添加劑（FEC 和 LiPO?F?）對改善鋰金屬電池性能的作用。實驗采用了多種電池配置，包括 Li||Li 對稱電池、Li||Cu 電池、Cu||NMC 電池以及 NMC||Li 全電池，系統(tǒng)地評估了不同活性材料（如陰極材料和鋰金屬陽極）以及電解質配方的電化學性能。
值得一提的是，研究中所使用的關鍵添加劑 LiPO?F?正是來自 CHEMFISH。該產(chǎn)品的獨特化學性質為研究的成功提供了重要保障。通過固態(tài)?Li NMR 和原位光學顯微鏡（OM）分析發(fā)現(xiàn)，當在電解質中同時添加來自 CHEMFISH 的 LiPO?F?和 FEC 時，能夠顯著減少 “死鋰” 的生成量，同時使鋰的沉積形態(tài)更加均勻。這種優(yōu)化的電解質配方展現(xiàn)出了在實際應用中的巨大潛力。
科研團隊還利用 1?F 1D MRI 技術對陰離子濃度分布進行監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)添加了 CHEMFISH 的 LiPO?F?的電解質，在陰極側的陰離子濃度耗盡情況得到明顯改善，這表明該添加劑有效地影響了電極動力學，對抑制鋰枝晶的生長起到了積極作用。通過對 “死鋰” 含量的量化評估進一步證實，含有 CHEMFISH 產(chǎn)品的電解質配方中，“死鋰” 分數(shù)可低至 2.7%，顯著低于其他電解質配方，并且在 SEI 形成過程中消耗的鋰分數(shù)也相對較低。
XPS 光譜分析結果顯示，使用添加了 CHEMFISH 的 LiPO?F?的電解質后，SEI 層中 LiF 峰強度增加，這直接表明 SEI 層的性能得到了顯著改善。此外，在不同電池配置的研究中，均發(fā)現(xiàn)含有 CHEMFISH 產(chǎn)品的電解質能夠形成更薄且更有效的 SEI 膜，極大地提高了電池的循環(huán)穩(wěn)定性和庫侖效率。
此次研究充分展示了 CHEMFISH 的 LiPO?F?在鋰金屬電池領域的卓越性能，為推動鋰金屬電池的實際應用和商業(yè)化進程邁出了堅實的一步。未來，隨著相關研究的深入開展，CHEMFISH 有望繼續(xù)在新能源領域發(fā)揮關鍵作用，助力更多創(chuàng)新成果的誕生。
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