武汉理工大学尤雅、浙江大学陆俊最新Nature子刊:为宽温度电解液设计开辟了另一个窗口!

锂电联盟会长 2024-10-16 09:03

点击左上角“锂电联盟会长”,即可关注!

 

在极端条件下运行的可充电电池通常需要在广泛的温度范围内具有非凡的耐久性。然而,由于在高温/低温下性能迅速下降,当前电池技术的温度范围相当有限。电解液作为连接电池所有组件的“血液”,在决定电化学性能方面发挥着至关重要的作用,特别是在极端温度下。在低温下,电解液的粘度和去溶剂化能量显著增加,减慢了离子迁移速度,从而导致电池输出电压和容量下降。而在高温下,尽管离子迁移动力学得到改善,但电解液在电极界面处剧烈分解,对电池的长期循环稳定性和安全性构成严重威胁。

扩大电池的操作温度面临着固有的权衡和限制。以醚或羧酸酯为例,由于它们的低粘度和冰点,它们可以作为低温电解液中的共溶剂,然而这些溶剂在高温下的化学稳定性显著恶化。反之,为了确保在高温下具有高热和化学稳定性,引入了磷酸酯和氟化物等溶剂到电解液中,而这些溶剂溶解盐的能力差,与其他溶剂的相容性差,导致在低温下显著的电压极化。显然,传统的混合配方电解液难以同时满足高温和低温下的需求。因此,探索具有“温度自适应”特性的新电解液,以同时解决高温和低温下出现的问题,有望提高在极端条件下的电化学性能。溶剂化结构对电池性能的影响至关重要。尽管大多数研究在环境温度下进行,但过去几年在理去溶剂化剂化结构方面取得了巨大进展。通常,溶剂化结构的形成是在离子-离子、离子-溶剂(离子-偶极)和溶剂-溶剂(偶极-偶极)相互作用之间的复杂平衡中实现的。通过优化溶剂化结构中最常出现的离子-偶极相互作用,已经成功探索了具有弱溶剂化的电解液或高浓度盐的电解液。然而,随着温度的变化,盐的解离程度和溶剂的溶剂化能力都相应变化,这不可避免地影响溶剂化结构,进而影响电解液的整体性能。不幸的是,溶剂化结构的温度依赖性长期以来一直被忽视,特别是偶极-偶极相互作用在高温和/或低温下对溶剂化结构的影响,如果有任何影响,仍然不清楚。考虑到其比离子-溶剂相互作用更高的温度敏感性,研究人员认为理解潜在的偶极-偶极相互作用机制可能有助于为不同目的识别合适的溶剂,但更重要的是,能够通过进一步调控偶极-偶极相互作用而不是常见的离子-偶极相互作用来设计温度响应型电解液,这可能为宽温度电解液设计开辟另一个窗口。    

武汉理工大学尤雅、浙江大学陆俊团队通过在不同温度下调节偶极-偶极相互作用,通过在2-甲基四氢呋喃(MeTHF)、四氢呋喃(THF)和苯甲醚(AN)稀释液中溶解NaPF6,探索了一种表现出巨大温度自适应特性的电解液(记为SMTA)。具体来说,通过调整抗溶剂(AN)和共溶剂(MeTHF和THF)之间的相互作用,SMTA电解液在高温下实现了高热稳定性,并在低温下实现了快速动力学。研究人员发现,在高温下,AN与MeTHF显示出强烈的相互作用,从而抑制了寄生反应,而在低温下,AN与THF显示出强烈的相互作用,从而抑制了盐分沉淀。这种温度自适应特性使得硬碳阳极在-60至55℃的宽温度范围内的SMTA电解液中稳定工作,具有高容量。此外,一系列电解液的性能提升验证了这一概念的普遍性和有效性。发现为宽温度电解液的发展提供了一种方法。    

该成果以“Temperature-responsive solvation enabled by dipole-dipole interactions towards wide-temperature sodium-ion batteries”为题发表在“Nature Communications”期刊,第一作者是Wang Meilong, Yin Luming, Zheng Mengting。

【工作要点】

本文提出了一种新型的温度自适应电解液设计,通过调节偶极-偶极相互作用来解决电池在极端温度下的性能衰减问题。该电解液能够在高温下抑制电解液的分解,同时在低温下防止盐分沉淀,从而在-60至55℃的宽温度范围内保持稳定的电池性能。研究者们通过在2-甲基四氢呋喃(MeTHF)、四氢呋喃(THF)和苯甲醚(AN)混合溶剂中溶解NaPF6制备了SMTA电解液,并通过分子动力学模拟和多种实验技术详细分析了Na+在SMTA电解液中的溶剂化结构。研究发现,随着温度的变化,电解液的溶剂化结构会从THF主导转变为MeTHF主导,这种转变是由AN与MeTHF和THF之间的偶极-偶极相互作用的变化所驱动的。在高温下,AN与MeTHF的强相互作用抑制了寄生反应,而在低温下,AN与THF的强相互作用防止了盐分沉淀,从而实现了电解液的温度自适应特性。这项工作不仅提高了对电解液溶剂化结构在不同温度下变化的理解,而且为开发宽温区可充电电池提供了新的方向。

【原文解析】

电解液溶剂化结构:    

图 1 | 不同电解液的溶剂化结构。通过MD模拟在55℃(a)和-40℃(b)下获得的SMTA系统中Na+的径向分布函数(RDF)。c 在55℃和-40℃下SMTA电解液的配位数(CN)。通过MD模拟在55℃(d)和-40℃(e)下获得的优化SMTA系统的代表性初级溶剂化结构。f 从选定的纯溶剂和电解液中获得的IR图谱。SM:MeTHF中的1.0 M NaPF6;ST:THF中的1.0 M NaPF6。g 从55℃和-40℃下SMTA电解液溶液中收集的自由MeTHF/THF分子的拟合拉曼图谱。h 在55℃和-40℃下SMTA电解液中的19F NMR。

通过分子动力学(MD)模拟首先分析了SMTA电解液中Na+的溶剂化结构。在不同温度下平衡的SMTA系统中,Na+与O原子和Na+与F原子的径向分布函数(RDFs)显示THF、MeTHF和PF6-进入Na+的初级溶剂化鞘层。值得注意的是,在所有温度范围内,Na+与AN的配位数(CN)始终为0,表明AN不参与初级溶剂化结构。随着温度从55℃下降至-40℃,Na+与THF中O原子的平均配位数从1.22降至1.19,而与MeTHF的配位数从0.94增加至1.0。RDFs和配位数结果意味着随着温度的降低,溶剂化结构中THF的比例减少,而MeTHF的比例相应增加。此外,Na+与溶剂分子之间的稳态距离(r)在不同温度下表现出显著变化。在SMTA溶剂化结构中,Na+与MeTHF中O原子之间的r1(在25℃时为2.17Å,在55℃时为2.56Å)显著高于Na+与THF中O原子之间的r2(在25℃时为2.09Å,在55℃时为2.30Å),而在-40℃时r1的值小于r2。这些结果表明,在55℃时Na+与THF之间的相互作用更强,在-40℃时Na+与MeTHF之间的相互作用更强。为了进一步全面了解SMTA系统中的Na+-溶剂复合物,进行了红外图谱(IR)分析。以25℃时的SMTA电解液为例,直接观察到对应于Na+-THF(1052 cm-1)和Na+-MeTHF(993 cm-1)的配位峰,表明THF和MeTHF都参与了初级溶剂化鞘层。同时,在AN溶剂的特征峰C-O-C伸缩振动1040 cm-1处没有观察到变化。IR观察结果表明Na+与AN之间没有配位,这与MD计算结果一致。拉曼图谱揭示了随着温度从55℃降至-40℃,自由MeTHF和THF分子的比例从79:21变化为54:46。通过19F核磁共振(NMR)进一步分析了溶剂化结构中阴离子的变化作为温度的函数。随着温度从55℃降至-40℃,PF6-中的F峰经历了由F-周围电子云密度增加导致的上场移动。这种变化可以归因于Na+与阴离子之间的相互作用力减小,促进了盐的解离,抑制了不稳定团簇的形成,并最终在低温下增强了电解液的导电性。模拟和实验结果都证实了溶剂化结构从高温时THF主导的配置转变为低温时MeTHF主导的溶剂化结构。    

溶剂-抗溶剂中的偶极-偶极相互作用:    

图 2 | 溶剂之间偶极-偶极相互作用的实验分析。a 显示三种溶剂分子结构的示意图。从A到L的字母代表分子中H的位置。b 在25℃、10℃、0℃、-10℃、-20℃、-30℃和-40℃下SMTA电解液的1H NMR谱图。在55℃(c)和-40℃(d)下SMTA电解液的H-1H COSY NMR谱图。例如,(J, A)表示AN分子中J位置的质子与THF分子中A位置的质子之间的耦合。值得注意的是,绿色框内的耦合峰标识了AN上的质子与MeTHF上的质子之间的耦合。在55℃(e)和-40℃(f)下SMTA电解液的1H DOSY-NMR谱图。g 在55℃和-40℃下SMTA电解液中溶剂相互作用的示意图。

图2a展示了三种溶剂的分子结构。通过温度依赖的一维(1D)1H NMR测试(图2b)研究了SMTA系统中溶剂化结构随温度变化的情况。随着温度的降低,THF和MeTHF中所有1H核的连续移动表明了溶剂化结构对温度的持续变化。具体来说,随着温度的降低,THF的所有特征峰向上场移动,与室温下的溶剂化相比,这种移动的程度逐渐减小,表明Na+与THF之间的相互作用减弱。相反,MeTHF的所有特征峰的移动与室温相比继续增加,表明Na+与MeTHF之间的相互作用增强。研究人员进一步使用二维(2D)1H-1H相关图谱(COSY)揭示了不同分子之间的质子耦合(图2c、d)。具体来说,THF中A和B位点的氢原子主要与MeTHF中C和D位点的氢原子相互作用。只有AN的甲氧基中J位点的氢原子与MeTHF和THF分子都发生作用,产生了强且有方向性的耦合效应。在55℃和25℃时(图3c),除了α-H(与官能团直接连接的碳上的氢)质子耦合(J,D)外,没有观察到AN与其他MeTHF质子的耦合信号,表明了一种非常具有方向性和稳定性的分子间相互作用。与此形成鲜明对比的是,在-40℃时,新出现了位于(J,C)、(J,F)和(J,G)位置的耦合峰,表明方向性相互作用减少。研究人员收集了扩散有序图谱(DOSY)来阐明不同溶剂之间的相互作用强度。在25℃时,与SMT电解液相比,SMTA电解液的1H DOSY NMR谱图显示THF和MeTHF的1H DOSY NMR谱图在扩散维度(D)上的重叠减少。这一观察结果表明,在AN存在的情况下,THF与MeTHF分子之间的偶极-偶极相互作用显著减弱。Dbefore/Dafter的比值越高,表明AN与溶剂之间的相互作用越强。MeTHF的计算Dbefore/Dafter值在55、25和-40℃时分别为1.08、1.10和1.14(图2e、f),而THF的比值分别为1.01、1.05和1.34。1H DOSY NMR结果表明,AN在高温下对MeTHF具有更强的结合亲和力,在低温下对THF具有更强的亲和力。总的来说,1D和2D NMR结果表明,溶剂化的变化是通过AN-MeTHF和AN-THF之间的偶极-偶极相互作用的变化来实现的。随着温度的升高,AN溶剂与MeTHF之间的偶极-偶极相互作用增强,导致形成以THF为主导的溶剂结构。在低温下,AN与THF之间的相互作用变得更强,导致形成主要由MeTHF组成的溶剂结构。    

SMTA电解液的理化和电化学性能:

图 3 | SMTA电解液物理化学和电化学性能变化的系统研究。a 在55℃和-60℃下储存后SMT电解液的光学照片。在25℃(两周)和55℃(两天)下长期储存的SMT(b)和SMTA(c)电解液的1H NMR。d SMTA电解液的差示扫描量热法(DSC)加热曲线。e 在-60℃至25℃的不同温度下测量了SMTA电解液的粘度和离子导电性。f 在55℃、25℃、0℃、-20℃、-40℃、-50℃和-60℃下配备了SMTA电解液的HC||Na电池的恒流充放电(GCD)曲线。g 在-50℃下使用SMT和SMTA电解液的HC||Na电池的GCD曲线。h 在55℃下使用SMT和SMTA电解液的HC||Na电池的循环性能。i 在25℃和-40℃下使用SMTA电解液的HC||Na电池在特定电流100 mA g-1下的循环性能。j 在55℃和-40℃下SMTA电解液中THF和MeTHF的去溶剂化剂化能量(上)。ΔE(-THF)代表从每个溶剂化结构中移除一个THF分子所需的能量,而ΔE(-MeTHF)表示移除一个MeTHF分子的能量。Na+通过SEI传输和电荷转移过程的电阻的Arrhenius行为(下)。中频和HF区域的半圆分别代表SEI中的电荷转移和离子传输特性。

随着分子间相互作用的变化和溶剂化结构的改变,电解液在宽温度范围内的物理和电化学性能也发生了显著变化。对于电解液来说,最显著的挑战是高温下的严重寄生反应和低温下的盐分沉淀。研究人员选择了1.0 M NaPF6溶解在MeTHF和THF(1:1体积比,记为SMT)作为对照样品,以说明AN抗溶剂的影响。可以清楚地看到,在55℃下储存后,SMT电解液的颜色变暗。这种化学稳定性差主要是由于SMT中的环醚溶剂在高温下分解形成烷基成分,这一点通过1H NMR结果得到证实(图3b)。此外,在55℃下SMT电解液的1H DOSY-NMR谱图中出现了一个在3.28 ppm处的甲氧基峰,进一步证实了环溶剂的分解和开环。相反,在SMTA系统中这种分解过程明显受到抑制(图3a、c)。随着温度的降低,SMT和SMTA都显示出良好的化学稳定性,但在SMT电解液中盐分在-60℃时容易沉淀,这不可避免地损害了低温下的离子扩散动力学。幸运的是,向电解液中添加AN显著抑制了低温下的盐分沉淀。SMTA电解液的冰点低至-77.5℃,允许即使在低温下也保持高导电性(图3d)。在-60至25℃的不同温度下测量了SMTA系统的导电性和粘度(图4e)。SMTA电解液在-40℃时表现出令人印象深刻的2.4 mS cm-1的导电性和3.88 cP的低粘度。即使在-60℃,SMTA电解液仍保持1.57 mS cm-1的导电性,这足以支持在如此极低温度下运行的电池。

SMTA电解液的电化学性能:

在HC||Na半电池中研究了SMTA电解液的电化学性能。SMTA电解液在低温下高离子导电性有利于快速的Na+传输动力学。正如循环伏安(CV)结果所揭示的,CV曲线在宽温度范围内表现出良好的可逆性,且氧化还原电位没有显著变化。在100 mA g-1的特定电流下,配备了SMTA电解液的HC||Na电池的恒流充放电(GCD)曲线如图3f所示。HC阳极在宽温度范围内表现出高比容量。在55℃、25℃、0℃、-20℃、-40℃、-50℃和-60℃时,放电比容量分别为301.4 mAh g-1、293.1 mAh g-1、265.4 mAh g-1、246.8 mAh g-1、225.3 mAh g-1、180.8 mAh g-1和112.9 mAh g-1。即使在-50℃使用SMTA电解液,HC阳极中的Na+插层/提取过程,由吸附(GCD曲线中的斜率区域)和插层/沉积(GCD曲线中的平台区)过程组成,也是高度可逆的。经过200个循环后,容量保持率高达99.3%。至于SMT电解液,相比之下,HC仅提供了57.5 mAh g-1的容量,且插层/沉积过程完全消失。由于盐分沉淀导致的离子导电性降低,导致动力学缓慢(图3g),阻碍了Na+的有效插层。此外,与SMT电解液相比,HC在SMTA电解液中的循环稳定性也得到了显著改善,特别是在高温下。在55℃下,HC在SMTA电解液中的容量保持率为73.5%,经过200个循环后(图3h),而HC在SMT中仅保持33.1%,经过150个循环后。HC阳极在SMTA电解液中经过长期循环后也显示出高稳定性。在25℃和-40℃下,HC经过700个循环后的容量保持率分别为80.1%和87.0%(图3i)。AN的加入确保了SMTA电解液在宽温度范围内的快速动力学过程和出色的循环稳定性。考虑到去溶剂化剂化过程对HC阳极中Na+存储的动力学至关重要,研究人员通过密度泛函理论(DFT)计算了55℃和-40℃下SMTA电解液中溶剂化结构的去溶剂化剂化能量。正如图3j所证明的,ΔE(-THF)在55℃时显著高于ΔE(-MeTHF),但随着温度下降到-40℃而变小。这种观察表明,在高温下Na+与THF溶剂之间的结合力比Na+与MeTHF之间的结合力更强,但在低温下则更弱。通过SEI传输的Na+的活化能(Ea, SEI)和电荷转移过程(Ea, ct)分别为14.1 kJ moL-1和17.7 kJ moL-1,这些Ea值相对较低,且温度对它们的影响很小,强调了AN与SMTA电解液中溶剂之间的分子间相互作用在促进电极界面处的电荷转移过程的重要性。

偶极-偶极相互作用的机制:

为了理解高温不稳定性的潜在机制,研究人员研究了一系列在不同温度下储存的溶剂和电解液。在高温下储存后,所有溶剂均未观察到明显变化,然而,加入NaPF6盐后,即使在25℃的环境条件下,SM电解液(1.0 M NaPF6在MeTHF中)也出现了明显的变色。1H-NMR谱图显示,在25℃下储存两周后,SM电解液中出现了新的烷基峰(-CH、-CH2、-OCH3等),证实了MeTHF的结构分解是电解液高温性能下降的根本原因。通过DFT计算了这些分子结构的电子静电势(ESP),以分析它们的表面电荷分布(图4a)。与THF不同,THF表现出高度的结构对称性和低环应变,MeTHF中的甲基的存在导致高度不对称的电荷分布。氧(O)的电子吸引效应增强了与邻近O原子的α-碳上的正电荷,导致其化学活性增加,α-H的酸性增强。在SMT电解液中,NaPF6与微量水的反应产生了[PF5OH]-阴离子。随后,亲核的[PF5OH]-阴离子选择性地攻击MeTHF的O-C键中带正电的α-碳原子(图4b),导致形成了一个带有阴离子链端的活性中间体。这个过程削弱了C-O键的键能,最终导致MeTHF的开环分解。通过反应向单体连续添加阴离子,促进了聚合物链的生长。添加AN显著提高了MeTHF分子的化学稳定性。正如2D 1H-1H COSY结果所证实的,AN的甲氧基在高温下与MeTHF中的α-H显示出强且有方向性的相互作用,减少了α-H的酸性,降低了α-C原子上的正电荷。因此,AN与MeTHF之间的相互作用显著增强了O-C键的稳定性,并稳定了MeTHF结构。在低温下,所有电解液均显示出良好的化学稳定性,因此盐分沉淀和冻结主要影响低温性能。正如2D NMR所揭示的(图2c、d),这种转变阻碍了有序团簇的形成,从而促进了熵的增加。从热力学角度来看,增加的熵可能有利于形成均匀溶液,从而防止盐分沉淀并稳定液相系统(图4c)。

图 4 | SMTA电解液在宽温度范围内的机制研究。a MeTHF、THF和AN分子结构中的ESP分布。b 在NaPF6盐存在下MeTHF分子的开环分解过程,以及通过AN与MeTHF之间的相互作用提高化学稳定性的机制。结构中的δ+和δ-符号分别代表部分正电荷和负电荷状态。c 通过偶极-偶极相互作用抑制盐分沉淀的机制的示意图。

宽温度电解液的挑战和SMTA电解液的适应性转变:

总的来说,SMTA电解液的温度自适应特性是通过调控溶剂之间的偶极-偶极相互作用来实现的。在高温下,分子之间的热运动显著增强。由于AN和MeTHF具有甲氧基和甲基侧链,它们具有相当的位阻,这减慢了分子运动并增加了它们之间的分子碰撞频率,从而导致它们之间的相互作用增强。AN和MeTHF之间的强相互作用抑制了MeTHF的寄生分解,并促进了稳定复合物的形成。而在低于零度的温度下,相反,所有分子的热运动受到严重阻碍,因此不是位阻,而是分子之间的极化效应成为影响相互作用的主要因素。分子之间的极化能力差异越大,它们之间的分子间相互作用就越强。AN、MeTHF和THF的分子极化能力分别为13.05、9.81和7.94。THF的对称结构使其对低温下的极化变化不太敏感。AN和THF之间的极化能力差异很大,导致它们之间的色散力增强,导致AN和MeTHF之间的相互作用减少。因此,溶剂化结构的有序性降低,系统熵增加,从而提高了盐的溶解度。

验证概念的有效性:

为了验证这一概念的有效性,研究人员选择了二甲氧基苯(DMB)、1,3,5-三甲氧基苯(TMB)和环戊基甲醚(CME)作为抗溶剂,由于它们与AN具有相同的结构,特别是它们都含有甲氧基官能团。具体的分子结构在补充图22中描述。同时,THF和MeTHF仍然作为溶剂。随后,研究人员制备了三种电解液:SMT-DMB(1 M NaPF6在THF: MeTHF: 二甲氧基苯中的体积比为17:17:6)、SMT-TMB(1 M NaPF6在THF: MeTHF: 三甲氧基苯中的体积比为17:17:6)和SMT-CME(1 M NaPF6在THF: MeTHF: 环戊基甲醚中的体积比为17:17:6),并在HC||Na半电池中进行了测试。它们与SMT相比,在室温和低温条件下表现出显著改善的性能。所获得的结果不仅验证了这一策略的显著可行性,而且还提供了一种通过调节偶极-偶极相互作用的强度来增强电解液温度适应性的实用方法。

图 5 | 电解液面临的宽温度挑战和SMTA电解液中溶剂化结构的温度适应性转变的示意图。

界面化学和SEI成分:

尽管固体电解质界面(SEI)的组成和性质对电池的电化学性能有显著影响,但工作发现,电解液本身的物理化学性质对电池在极端温度下的性能有更深刻的影响。研究人员使用X射线光电子能谱(XPS)研究了在不同温度(25℃和-40℃)和HC电极的蚀刻深度下形成的界面化学。在SMT和SMTA电解液中,SEI的成分在不同深度下表现出良好的均匀性,导致形成了主要由NaF/Na2CO3组成的主要无机富集的SEI。这些结果表明,在不同温度下形成的界面成分没有显著差异(补充图25–28)。SMTA电解液在高温和低温下卓越的电化学性能主要不是由于SEI,而是由于电解液本身的物理化学性质的改善。总之,研究人员发现调节偶极-偶极相互作用可以赋予溶剂化结构温度适应性,使得高性能钠离子电池能够在宽温度范围内稳定运行。这种温度自适应特性可以同时满足高温和低温的需求。在SMTA电解液中,AN在高温下与MeTHF强相互作用,稳定了分子中的α-H,从而抑制了寄生反应并增强了热稳定性。在低温下,AN与THF表现出强相互作用,从而抑制了盐分沉淀并改善了动力学。利用这一优势,研究人员确保了硬碳阳极即使在广泛的温度范围(-60℃至55℃)内也保持高容量和有竞争力的循环稳定性。工作阐明了偶极-偶极相互作用在调节溶剂化结构中的重要性,并为开发宽温度可充电电池指明了方向。

【结论】

总之,本工作发现通过调节偶极-偶极相互作用,可以赋予溶剂化结构温度适应性,使得高性能钠离子电池能够在-60至55℃的宽温度范围内稳定运行。这种温度自适应特性能够同时满足高温和低温的需求。在SMTA电解液中,AN在高温下与MeTHF强烈相互作用,稳定了分子中的α-H,从而抑制了寄生反应并增强了热稳定性。在低温下,AN与THF强烈相互作用,从而抑制了盐分沉淀并改善了动力学。利用这一优势,研究人员确保了硬碳阳极即使在广泛的温度范围(-60℃至55℃)内也保持高容量和有竞争力的循环稳定性。工作阐明了偶极-偶极相互作用在调节溶剂化结构中的重要性,并为开发宽温度可充电电池指明了方向。

【制备】

SMTA电解液是通过将NaPF6溶解在由四氢呋喃(THF)、2-甲基四氢呋喃(MeTHF)和苯甲醚(AN)按17:17:6的体积比混合而成的溶剂中来制备的。这一特定的溶剂组合和比例是实现温度自适应特性的关键,它允许电解液在不同温度下通过调节偶极-偶极相互作用来优化其性能。此外,还制备了其他几种电解液,例如SMT-DMB、SMT-TMB和SMT-CME,它们都包含了THF和MeTHF作为溶剂,并且加入了不同种类的抗溶剂,以验证调节偶极-偶极相互作用对提高电解液温度适应性的有效性(SMT-DMB电解液:在THF: MeTHF: 二甲氧基苯的体积比为17:17:6中溶解1 M NaPF6。SMT-TMB电解液:在THF: MeTHF: 1,3,5-三甲氧基苯的体积比为17:17:6中溶解1 M NaPF6。SMT-CME电解液:在THF: MeTHF: 环戊基甲醚的体积比为17:17:6中溶解1 M NaPF6)。所有电解液的制备过程都是在充满氩气的手套箱中进行,以确保水分和氧气的水平低于0.01 ppm,从而防止溶剂和电解液的降解。

Wang M, Yin L, Zheng M, et al. Temperature-responsive solvation enabled by dipole-dipole interactions towards wide-temperature sodium-ion batteries. Nat Commun 15, 8866 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-53259-5


锂电联盟会长向各大团队诚心约稿,课题组最新成果、方向总结、推广等皆可投稿,请联系:邮箱libatteryalliance@163.com或微信Ydnxke。

相关阅读:

锂离子电池制备材料/压力测试

锂电池自放电测量方法:静态与动态测量法

软包电池关键工艺问题!

一文搞懂锂离子电池K值!

工艺,研发,机理和专利!软包电池方向重磅汇总资料分享!

揭秘宁德时代CATL超级工厂!

搞懂锂电池阻抗谱(EIS)不容易,这篇综述值得一看!

锂离子电池生产中各种问题汇编

锂电池循环寿命研究汇总(附60份精品资料免费下载)


锂电联盟会长 研发材料,应用科技
评论 (0)
  • 想不到短短几年时间,华为就从“技术封锁”的持久战中突围,成功将“被卡脖子”困境扭转为科技主权的主动争夺战。众所周知,前几年技术霸权国家突然对华为发难,导致芯片供应链被强行掐断,海外市场阵地接连失守,恶意舆论如汹涌潮水,让其瞬间陷入了前所未有的困境。而最近财报显示,华为已经渡过危险期,甚至开始反击。2024年财报数据显示,华为实现全球销售收入8621亿元人民币,净利润626亿元人民币;经营活动现金流为884.17亿元,同比增长26.7%。对比来看,2024年营收同比增长22.42%,2023年为7
    用户1742991715177 2025-05-02 18:40 145浏览
  • 这款无线入耳式蓝牙耳机是长这个样子的,如下图。侧面特写,如下图。充电接口来个特写,用的是卡座卡在PCB板子上的,上下夹紧PCB的正负极,如下图。撬开耳机喇叭盖子,如下图。精致的喇叭(HY),如下图。喇叭是由电学产生声学的,具体结构如下图。电池包(AFS 451012  21 12),用黄色耐高温胶带进行包裹(安规需求),加强隔离绝缘的,如下图。451012是电池包的型号,聚合物锂电池+3.7V 35mAh,详细如下图。电路板是怎么拿出来的呢,剪断喇叭和电池包的连接线,底部抽出PCB板子
    liweicheng 2025-05-06 22:58 77浏览
  • 5小时自学修好BIOS卡住问题  更换硬盘故障现象:f2、f12均失效,只有ESC和开关机键可用。错误页面:经过AI的故障截图询问,确定是机体内灰尘太多,和硬盘损坏造成,开机卡在BIOS。经过亲手拆螺丝和壳体、排线,跟换了新的2.5寸硬盘,故障排除。理论依据:以下是针对“5小时自学修好BIOS卡住问题+更换硬盘”的综合性解决方案,结合硬件操作和BIOS设置调整,分步骤说明:一、判断BIOS卡住的原因1. 初步排查     拔掉多余硬件:断开所有外接设备(如
    丙丁先生 2025-05-04 09:14 60浏览
  • 在智能硬件设备趋向微型化的背景下,语音芯片方案厂商针对小体积设备开发了多款超小型语音芯片方案,其中WTV系列和WT2003H系列凭借其QFN封装设计、高性能与高集成度,成为微型设备语音方案的理想选择。以下从封装特性、功能优势及典型应用场景三个方面进行详细介绍。一、超小体积封装:QFN技术的核心优势WTV系列与WT2003H系列均提供QFN封装(如QFN32,尺寸为4×4mm),这种封装形式具有以下特点:体积紧凑:QFN封装通过减少引脚间距和优化内部结构,显著缩小芯片体积,适用于智能门铃、穿戴设备
    广州唯创电子 2025-04-30 09:02 347浏览
  • 在全球制造业加速向数字化、智能化转型的浪潮中,健达智能作为固态照明市场的引领者和智能电子以及声学产品的创新先锋,健达智能敏锐捕捉到行业发展的新机遇与新挑战,传统制造模式已难以满足客户对品质追溯、定制化生产和全球化布局的需求。在此背景下, 健达智能科技股份有限公司(以下简称:健达智能)与盘古信息达成合作,正式启动IMS数字化智能制造工厂项目,标志着健达智能数字化转型升级迈入新阶段。此次项目旨在通过部署盘古信息IMS系统,助力健达实现生产全流程的智能化管控,打造照明行业数字化标杆。行业趋势与企业挑战
    盘古信息IMS 2025-04-30 10:13 74浏览
  • 浪潮之上:智能时代的觉醒    近日参加了一场课题的答辩,这是医疗人工智能揭榜挂帅的国家项目的地区考场,参与者众多,围绕着医疗健康的主题,八仙过海各显神通,百花齐放。   中国大地正在发生着激动人心的场景:深圳前海深港人工智能算力中心高速运转的液冷服务器,武汉马路上自动驾驶出租车穿行的智慧道路,机器人参与北京的马拉松竞赛。从中央到地方,人工智能相关政策和消息如雨后春笋般不断出台,数字中国的建设图景正在智能浪潮中徐徐展开,战略布局如同围棋
    广州铁金刚 2025-04-30 15:24 318浏览
  •  一、‌核心降温原理‌1、‌液氮媒介作用‌液氮恒温器以液氮(沸点约77K/-196℃)为降温媒介,通过液氮蒸发吸收热量的特性实现快速降温。液氮在内部腔体蒸发时形成气-液界面,利用毛细管路将冷媒导入蒸发器,强化热交换效率。2、‌稳态气泡控温‌采用‌稳态气泡原理‌:调节锥形气塞与冷指间隙,控制气-液界面成核沸腾条件,使漏热稳定在设定值。通过控温仪调整加热功率,补偿漏热并维持温度平衡,实现80K-600K范围的快速变温。二、‌温度控制机制‌1、‌动态平衡调节‌控温仪内置模糊控制系统,通过温度
    锦正茂科技 2025-04-30 11:31 66浏览
  • ‌一、高斯计的正确选择‌1、‌明确测量需求‌‌磁场类型‌:区分直流或交流磁场,选择对应仪器(如交流高斯计需支持交变磁场测量)。‌量程范围‌:根据被测磁场强度选择覆盖范围,例如地球磁场(0.3–0.5 G)或工业磁体(数百至数千高斯)。‌精度与分辨率‌:高精度场景(如科研)需选择误差低于1%的仪器,分辨率需匹配微小磁场变化检测需求。2、‌仪器类型选择‌‌手持式‌:便携性强,适合现场快速检测;‌台式‌:精度更高,适用于实验室或工业环境。‌探头类型‌:‌横向/轴向探头‌:根据磁场方向选择,轴向探头适合
    锦正茂科技 2025-05-06 11:36 217浏览
  • 一、gao效冷却与控温机制‌1、‌冷媒流动设计‌采用低压液氮(或液氦)通过毛细管路导入蒸发器,蒸汽喷射至样品腔实现快速冷却,冷却效率高(室温至80K约20分钟,至4.2K约30分钟)。通过控温仪动态调节蒸发器加热功率,结合温度传感器(如PT100铂电阻或Cernox磁场不敏感传感器),实现±0.01K的高精度温度稳定性。2、‌宽温区覆盖与扩展性‌标准温区为80K-325K,通过降压选件可将下限延伸至65K(液氮模式)或4K(液氦模式)。可选配475K高温模块,满足材料在ji端温度下的性能测试需求
    锦正茂科技 2025-04-30 13:08 486浏览
  • 你是不是也有在公共场合被偷看手机或笔电的经验呢?科技时代下,不少现代人的各式机密数据都在手机、平板或是笔电等可携式的3C产品上处理,若是经常性地需要在公共场合使用,不管是工作上的机密文件,或是重要的个人信息等,民众都有防窃防盗意识,为了避免他人窥探内容,都会选择使用「防窥保护贴片」,以防止数据外泄。现今市面上「防窥保护贴」、「防窥片」、「屏幕防窥膜」等产品就是这种目的下产物 (以下简称防窥片)!防窥片功能与常见问题解析首先,防窥片最主要的功能就是用来防止他人窥视屏幕上的隐私信息,它是利用百叶窗的
    百佳泰测试实验室 2025-04-30 13:28 586浏览
  • 文/Leon编辑/cc孙聪颖‍2023年,厨电行业在相对平稳的市场环境中迎来温和复苏,看似为行业增长积蓄势能。带着对市场向好的预期,2024 年初,老板电器副董事长兼总经理任富佳为企业定下双位数增长目标。然而现实与预期相悖,过去一年,这家老牌厨电企业不仅未能达成业绩目标,曾提出的“三年再造一个老板电器”愿景,也因市场下行压力面临落空风险。作为“企二代”管理者,任富佳在掌舵企业穿越市场周期的过程中,正面临着前所未有的挑战。4月29日,老板电器(002508.SZ)发布了2024年年度报告及2025
    华尔街科技眼 2025-04-30 12:40 325浏览
  • 多功能电锅长什么样子,主视图如下图所示。侧视图如下图所示。型号JZ-18A,额定功率600W,额定电压220V,产自潮州市潮安区彩塘镇精致电子配件厂,铭牌如下图所示。有两颗螺丝固定底盖,找到合适的工具,拆开底盖如下图所示。可见和大部分市场的加热锅一样的工作原理,手绘原理图,根据原理图进一步理解和分析。F1为保险,250V/10A,185℃,CPGXLD 250V10A TF185℃ RY 是一款温度保险丝,额定电压是250V,额定电流是10A,动作温度是185℃。CPGXLD是温度保险丝电器元件
    liweicheng 2025-05-05 18:36 160浏览
  • 某国产固态电解的2次和3次谐波失真相当好,值得一试。(仅供参考)现在国产固态电解的性能跟上来了,值得一试。当然不是随便搞低端的那种。电容器对音质的影响_电子基础-面包板社区  https://mbb.eet-china.com/forum/topic/150182_1_1.html (右键复制链接打开)电容器对音质的影响相当大。电容器在音频系统中的角色不可忽视,它们能够调整系统增益、提供合适的偏置、抑制电源噪声并隔离直流成分。然而,在便携式设备中,由于空间、成本的限
    bruce小肥羊 2025-05-04 18:14 77浏览
  • 网约车,真的“饱和”了?近日,网约车市场的 “饱和” 话题再度引发热议。多地陆续发布网约车风险预警,提醒从业者谨慎入局,这背后究竟隐藏着怎样的市场现状呢?从数据来看,网约车市场的“过剩”现象已愈发明显。以东莞为例,截至2024年12月底,全市网约车数量超过5.77万辆,考取网约车驾驶员证的人数更是超过13.48万人。随着司机数量的不断攀升,订单量却未能同步增长,导致单车日均接单量和营收双双下降。2024年下半年,东莞网约出租车单车日均订单量约10.5单,而单车日均营收也不容乐
    用户1742991715177 2025-04-29 18:28 309浏览
我要评论
0
0
点击右上角,分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦