Usefulness of uselessness: Teamwork of wide temperature electrolyte enables LFP/Li cells from -40 °C to 140 °C

电解质 电化学 锂(药物) 电极 化学工程 化学 分解 材料科学 无机化学 有机化学 物理化学 医学 工程类 内分泌学
作者
Bingying Zhu,Xiaotang Shi,Tianle Zheng,Jianwei Xiong,Ya‐Jun Cheng,Yonggao Xia
出处
期刊:Electrochimica Acta [Elsevier BV]
卷期号:425: 140698-140698 被引量:6
标识
DOI:10.1016/j.electacta.2022.140698
摘要

Lithium secondary battery with a wide working temperature range is crucial to boost its increasing applications in harsh circumstances. Suppressing excessive electrolyte decomposition at high temperatures while maintaining reasonable electrochemical kinetics at low temperatures is critical for wide-temperature electrochemical performance. Construction of high temperature stable electrode-electrolyte interface layer by electrolyte formulation is an effective strategy to prevent electrolyte from uncontrollable decomposition. On the contrary to conventional thinking, propylene carbonate (PC) bearing poor filming ability to suppress electrolyte decomposition is used in this work to promote decomposition of the single lithium difluoro(oxalate)borate (LiODFB) salt in the electrolyte, producing inorganic-rich interface layer with good structure stability over a wide temperature range. Glutaronitrile (GLN) is further utilized to minimize the decomposition of PC by expelling PC out of the solvation sheath of lithium-ion. The teamwork of LiODFB, PC, and GLN makes a synergistic contribution to building a high-temperature stable electrode-electrolyte interface layer at both LFP and MCMB electrodes. Based on the approach developed in this work, the temperature window is successfully expanded to the range of from -40 °C to 140 °C. Excellent electrochemical performance is exhibited by both LFP/Li and MCMB/Li cells from -20 °C to 100 °C in terms of reversible capacity and cyclic stability.
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