Influence of lithium salt, carbonate solvents, and additives on Li-ion batteries performance with biomass-based electrodes

Diese Studie untersucht den Einfluss von Lithiumsalzen, Karbonat-Lösungsmitteln und Zusatzstoffen auf die Leistung von Lithium-Ionen-Batterien, die Biomasse-basierte Elektroden verwenden, insbesondere solche, die aus Reisschalen gewonnen werden. Die Forschung bewertet systematisch verschiedene Elektrolytsysteme, einschließlich Kombinationen zyklischer und linearer Carbonate, um das am besten geeignete Medium für Lithium-Hexafluorophosphat (LiPF6) und Lithium-Bis (Trifluormethylsulfonyl) -Imid (LiTFSI) zu identifizieren. Die Studie unterstreicht die wichtige Rolle von Additiven wie Fluorethylencarbonat (FEC) und Vinylencarbonat (VC) bei der Verbesserung der Batterieleistung, indem sie die Elektroden-Elektrolyt-Grenzflächen stabilisieren und eine effektive Festelektrolyt-Interphase (SEI) fördern. Die optimierten Elektrolytsysteme werden dann auf ihre volle Zellleistung hin bewertet, wobei der Schwerpunkt auf dem elektrochemischen Stabilitätsfenster, der ionischen Leitfähigkeit und der langfristigen Zyklenstabilität liegt. Die Ergebnisse zeigen, dass die Kombination von 1 M LiPF6 in EC: DEC (1: 1 v / v) mit 5 Gew.% FEC eine überlegene Kapazitätsretention und -rate aufweist und selbst bei erhöhten Stromdichten eine hohe Entladungskapazität aufweist. Die Studie bietet auch Einblicke in die dynamische Zusammensetzung der SEI-Schicht und betont die positiven Effekte der LiF-Bildung, die durch FEC ermöglicht werden. Insgesamt bietet die Forschung wertvolle Anhaltspunkte für die Entwicklung leistungsstarker, nachhaltiger Biomasse-Elektrolyt-Systeme für Lithium-Ionen-Batterien mit potenziellen Anwendungen in den Bereichen Energiespeicherung und Technologien für erneuerbare Energien.