Enhancing low-temperature characteristics of graphite anode by comprehensive modification of electrolyte

Electrochemistry Communications, 2023

Полный текст Открытый доступ: Gold Метаданные (CSL-JSON)
DOI 10.1016/j.elecom.2023.107606
Достоверность данных 85 высокая
Как считается эта оценка

Складывается из проверяемых признаков самой записи: есть ли у статьи DOI, сколько независимых источников подтвердили её данные, заполнены ли обязательные поля и насколько свежо последнее подтверждение. Снижают оценку расхождения между источниками и отсутствие идентификатора. Значение от 80 означает, что запись опубликована без дополнительной проверки; от 60 до 79 — что она опубликована с пониженной достоверностью и ручная проверка желательна. Запись, выверенную редактором вручную, пересчёт не опускает ниже 90. Это оценка наших данных о статье, а не оценка самой статьи.

Аннотация

The performance of lithium-ion batteries is significantly deteriorated at low temperatures due to the components’ properties limitations such as the electrolyte viscosity increase and freezing accompanied with a decrease in ionic conductivity, rise of charge transfer resistance, and a substantial capacity loss (over 50% of room-temperature capacity) in batteries with commercial electrolytes and graphite anodes, even at 0 °C. In this work, a complex modification of lithium salt and solvents of the electrolyte was applied simultaneously to develop an optimal electrolyte system with improved low-temperature characteristics for a Li/graphite half-cell. Various concentrations of commercial and alternative lithium salts (lithium hexafluorophosphate and lithium difluoro(oxalato)borate), dissolved in a mixture of solvents, were studied as electrolytes to determine the best interaction with a graphite electrode at low temperature. A solvent mixture of non-carbonate, low-freezing-point, organic ester ethyl acetate and solid electrolyte interphase (SEI) forming fluorinated co-solvent fluoroethylene carbonate in a ratio of 9:1 was used to prevent freezing of the electrolyte and ensure the formation of a more conductive SEI layer, respectively. The Li/graphite half-cell with the designed electrolyte system has retained about 80% of its room-temperature capacity at -20 oC, demonstrating a new perspective for the development of low-temperature type electrolytes.