고전압 고에너지 밀도 리튬이온 배터리, 저렴하고 금속이 없는 것으로 보고됨
| Jerry Huang
편집자 주: 연구원들은 경제적이고 금속이 없는(환경 친화적) 리튬 이온 배터리의 획기적인 고전압 고에너지 밀도 전기화학을 보고합니다. 이 4V급 유기 리튬 이온 배터리는 높은 이론 용량과 고전압을 특징으로 하지만 실제 양극 재료와 전해질은 아직 개발되지 않았습니다.
산화환원 활성 유기 소분자는 고전압(>4 V) 리튬 이온 배터리 음극에 적용할 수 있습니까?
작성자: 카츠야마 유토, 고바야시 히로아키, 이와세 카즈유키, 감베 요시유키, 혼마 이타루 | 초판: Advanced Science에 관한 2022년 3월 10일
4 V급 유기 리튬 이온 배터리
유기 리튬 이온 배터리는 높은 이론적 용량으로 인해 큰 관심을 끌었지만 고전압 유기 양극 재료는 아직 미개척 상태입니다. 기사 번호 2200187에서 Yuto Katsuyama, Hiroaki Kobayashi, Itaru Honma 및 동료들은 고전압에서 크로콘산의 전기화학을 보고합니다. 이론적 및 실험적 조사에 따르면 크로콘산의 두 엔올레이트는 에너지 저장에 활용될 수 있는 약 4V 산화환원을 나타냅니다.
추상적인
유기 배터리는 높은 이론적 용량으로 인해 큰 관심을 끌었지만 고전압 유기 활성 물질(> 4V vs Li/Li+)은 아직 탐사되지 않은 상태입니다. 여기에서 밀도 기능 이론 계산은 디메틸 설폭사이드 및 γ-부티로락톤(GBL) 전해질 모두에서 리튬 이온 배터리 음극 재료로 사용하기 위한 크로콘산(CA)의 전기화학을 조사하기 위해 순환 전압전류 측정과 결합됩니다. DFT 계산에 따르면 CA 딜리튬 염(CA–Li2)에는 4.0V 이상의 산화환원 반응을 겪는 2개의 에놀레이트 그룹과 GBL에 4개의 리튬 이온을 저장하기 위한 1949Wh kg–1의 물질 수준 이론 에너지 밀도가 있습니다. 기존의 무기 및 알려진 유기 음극 재료. 순환 전압 전류 측정은 두 전해질 모두에서 ≈4 V에서 에놀레이트 그룹에 의한 매우 가역적인 산화환원 반응을 나타냅니다. GBL의 리튬 이온 배터리 캐소드로서의 CA의 배터리 성능 테스트는 3.9 및 3.1V에서 2개의 방전 전압 안정기를 보여주고 5사이클 후에 용량 손실 없이 102.2mAh g-1의 방전 용량을 보여줍니다. 알려진 최첨단 유기 소분자에 비해 더 높은 방전 전압으로 CA는 미래의 고에너지 밀도 리튬 이온 유기 배터리의 주요 양극 재료 후보가 될 것을 약속합니다.
참조:
- https://doi.org/10.1002/advs.202200187