研究并抑制负极侧气体生成，以实现实用的低温快速锂离子电池

《Nature Communications》：Investigating and inhibiting cathode-side gas generation for practical low-temperature and fast Li-ion batteries

　　

摘要

由于能够克服锂离子脱溶剂过程中的动力学限制，弱溶剂电解质在低温锂离子电池领域受到了更多关注。然而，高含量的弱配位/自由溶剂会威胁到弱溶剂电解质的氧化稳定性。在本研究中，我们探讨了在低温软包电池中，含有典型低熔点溶剂的弱溶剂电解质的氧化反应及产气行为。在排除负极影响的情况下，研究结果表明，正极上溶剂氧化产生的持续气体释放会显著影响锂离子电池的化学性能，从而导致低温电池的容量快速下降。通过在弱溶剂电解质中添加二氟草酸硼锂等物质来构建稳定的正极电解质界面，可以抑制由氧化作用引起的产气现象，从而使3.5 Ah圆柱形电池在-20℃下能够保持近两年的稳定运行（2100次循环后容量保留率为81.1%）。这些研究结果强调了，在解决锂离子电池的低温问题时，需要在锂离子动力学与弱溶剂电解质的氧化稳定性之间找到平衡点。