A cyclic phosphate-based battery electrolyte for high voltage and safe operation

碳酸乙烯酯 电解质 磷酸三甲酯 电池(电) 锂(药物) 磷酸盐 环氧乙烷 无机化学 材料科学 阳极 阴极 溶剂 碳酸丙烯酯 石墨 化学工程 化学 有机化学 电极 聚合物 共聚物 功率(物理) 物理化学 内分泌学 工程类 物理 医学 量子力学
作者
Qifeng Zheng,Yuki Yamada,Rui Shang,Seongjae Ko,Yun‐Yang Lee,Kijae Kim,Eiichi Nakamura,Atsuo Yamada
出处
期刊:Nature Energy [Springer Nature]
卷期号:5 (4): 291-298 被引量:422
标识
DOI:10.1038/s41560-020-0567-z
摘要

The traditional electrolyte for lithium-ion batteries is a combination of 1 M LiPF6 with a cyclic carbonate-based solvent (for example, ethylene carbonate). The lack of a suitable alternative solvent has hindered further exploration of new functional electrolytes. Here we design and synthesize a fluorinated cyclic phosphate solvent, 2-(2,2,2-trifluoroethoxy)-1,3,2-dioxaphospholane 2-oxide (TFEP), for use in lithium-ion batteries. Our design rationale is that this solvent molecule has a fused chemical structure of cyclic carbonates that can form a stable solid electrolyte interphase and organic phosphates that can trap hydrogen radicals and prevent combustion. An electrolyte formula composed of 0.95 M LiN(SO2F)2 in TFEP/2,2,2-trifluoroethyl methyl carbonate shows excellent non-flammability with zero self-extinguishing time and enables the highly stable operation of graphite anodes (~0.1 V versus lithium) and high-voltage LiNi0.5Mn1.5O4 cathodes (~4.7 V versus lithium), and thereby outperforms traditional electrolytes. This work opens up new frontiers in electrolyte developments towards safe lithium-ion batteries with higher energy densities. Non-flammable high-performance electrolytes are in high demand for rechargeable batteries. Here the authors design cyclic phosphate-based electrolytes to enable stable operations of graphite anodes and high-voltage cathodes for lithium-ion batteries.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
赫赫完成签到 ,获得积分10
刚刚
霸气的煜祺完成签到,获得积分10
1秒前
跳跃的晓兰完成签到,获得积分20
1秒前
刘长绪发布了新的文献求助10
1秒前
lzlz199829发布了新的文献求助10
1秒前
dakjdia发布了新的文献求助10
1秒前
dsgvdf发布了新的文献求助20
1秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
排骨饭发布了新的文献求助10
3秒前
思源应助slowpoke采纳,获得10
3秒前
懵懂的妙竹完成签到,获得积分10
4秒前
李健的粉丝团团长应助ZLPY采纳,获得10
4秒前
bkagyin应助albertxin采纳,获得10
4秒前
Zysplus发布了新的文献求助10
5秒前
爆米花应助靖哥哥采纳,获得10
5秒前
6秒前
lunhui6453完成签到 ,获得积分10
6秒前
思源应助dsgvdf采纳,获得10
6秒前
邓肖帅完成签到,获得积分10
6秒前
zike发布了新的文献求助10
6秒前
spc68应助001采纳,获得10
7秒前
尤涅若发布了新的文献求助10
8秒前
lzlz199829完成签到,获得积分10
8秒前
紫熊发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
呆萌发布了新的文献求助10
8秒前
空无完成签到,获得积分10
9秒前
小蚂蚁发布了新的文献求助80
9秒前
9秒前
10秒前
活泼的鸣凤完成签到,获得积分20
12秒前
万能图书馆应助邓肖帅采纳,获得10
12秒前
林知鲸落发布了新的文献求助10
12秒前
handada发布了新的文献求助10
13秒前
LChen完成签到,获得积分10
13秒前
零下一秒完成签到,获得积分10
14秒前
pretty发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1581
Encyclopedia of Agriculture and Food Systems Third Edition 1500
以液相層析串聯質譜法分析糖漿產品中活性雙羰基化合物 / 吳瑋元[撰] = Analysis of reactive dicarbonyl species in syrup products by LC-MS/MS / Wei-Yuan Wu 1000
Lloyd's Register of Shipping's Approach to the Control of Incidents of Brittle Fracture in Ship Structures 800
Biology of the Reptilia. Volume 21. Morphology I. The Skull and Appendicular Locomotor Apparatus of Lepidosauria 600
Pediatric Nutrition 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5547929
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4633375
关于积分的说明 14630983
捐赠科研通 4574989
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2508795
邀请新用户注册赠送积分活动 1485047
关于科研通互助平台的介绍 1456075