Nyhet: Skalbart solid state-batteri för full laddning på 5 minuter presenteras på CES 2026

2026-01-07 | Jerry Huang

Nyheter från Consumer Electronics Show (CES) 2026 i Las Vegas. Den finska startupen Donut Lab visade upp sin explosiva "black tech"-produkt på den årliga CES-utställningen – företaget hävdar att deras batteri är världens första massproducerade hel-solid-state-batteri (ASSB). Vid CES-utställningen 2026 tillkännagav Donut Lab lanseringen av vad de kallar världens första heltäckande solid-state-batteri, vilket är redo för OEM-produktion och kommer att vara den första typen som används på Verge Motorcycles TS Pro och Ultra, tvåhjuliga motorcykelmodeller. Om de verkligen levereras till kunder kommer detta att vara en viktig milstolpe i den globala elektrifieringsvägen, som markerar övergången för solid-state-teknik från laboratorie- till massproduktionsmodeller. I ett pressmeddelande på sin officiella webbplats uppgav Donut Lab att de är engagerade i att förnya och leverera nya former av elektrifieringslösningar genom att ständigt tänja på gränserna för elfordons prestanda och introducera ny teknik på marknaden. Donut Lab formar framtidens mobilitet. "Nu är Donut Lab hedrade att lansera världens första solid state-batteri som kan användas för OEM-fordonstillverkning. Donut Labs solid state-batteri kommer omedelbart att tas i kommersiell tillämpning och förse det befintliga sortimentet av Verge-motorcyklar med kraft."

Enligt rapporter ger Donut Labs heltäckande solid-state-batteri en energitäthet på 400 Wh/kg, vilket möjliggör längre räckvidd, lättare struktur och oöverträffad flexibilitet i fordons- och produktdesign.

Batteriet kan laddas helt på bara 5 minuter utan att laddningen behöver begränsas till 80 %, och det stöder säker, upprepad och pålitlig fullständig urladdning.

Till skillnad från traditionella litiumjonbatterier erbjuder detta heltäckande solid-state-batteri "minimal kapacitetsminskning" under sin livslängd. Det sägs ha testat upp till 100 000 laddningscykler, vilket ger en faktisk livslängd som långt utöver befintlig teknik. Säkerhet är en annan kärna i dess funktioner: inga brandfarliga flytande elektrolyter, ingen termisk rusning och inga metalldendriter! Detta eliminerar i grunden orsaken till batteribränder, vilket gör det extremt säkert och verkligt revolutionerande. Donut Lab uppgav att batteriets prestanda har testats rigoröst i temperaturer från -30 till över 100 grader C (med bibehållen 99 procents kapacitet "utan tecken på antändning eller nedbrytning").

När det gäller råmaterial och kostnader uppger Donut Lab att deras solid state-batterier är helt tillverkade av "rikliga, prisvärda och geopolitiskt säkra material", fria från sällsynta ämnen, och kostar mindre än litiumjonalternativ. Donut Lab specificerar dock inte de specifika material som krävs för att producera deras solid state-battericell.

Antuan Goodwin, en erfaren journalist inom bilbranschen, har på årets CES-mässa haft ett nära möte med Donut Labs solid-state-batterimodell. Enligt hans presentation är batteristorleken liknande en storskärmssmartphone (som iPhone 17 Pro Max), och den är extremt lätt. Detta ultralätta batteri kommer också att vara mycket lämpligt för användning i drönare i framtiden.

Enligt sin plan ska Donut Lab bygga en lösning för att kombinera dessa batterier till större 5 kWh-kraftenheter; och varje enhet är av liknande storlek som spelkonsolen PS5. Dess lilla storlek möjliggör installation av fyra sådana kraftenheter i ramen på motorcykeln Verge TS Pro. Denna banbrytande design drar nytta av en cirkulär elmotor integrerad i hjulet som Donut Lab tillkännagav förra året. Donut Lab och Verge Motorcycles meddelade på måndagen att Verge motorcyklar kommer att bli världens första massproducerade fordon utrustat med detta nya batteri. Motorcykeln har en laddningstid på endast 10 minuter, vilket ger en räckvidd på upp till 60 kilometer per minut. Och deras version Verge Ultra kan färdas upp till 600 kilometer på en enda laddning. En livslängd på 100 000 cykler för detta batteri kan tolkas som en teoretisk total räckvidd på 60 miljoner kilometer. Även om det körs 60 000 kilometer per år kan detta batteri teoretiskt sett hålla i 1000 år. Vissa säger att detta låter "för bra för att vara sant".

”Donut Lab har konstruerat ett nytt högpresterande solid state-donutbatteri som kan skalas upp till stora produktionsvolymer och nu ses i verklig användning i Verge Motorcycles motorcyklar ute på vägarna under första kvartalet 2026.” Startpriset för Verge TS Pro är 29 900 dollar. Förutom installation i elmotorcyklar är solid state-batterier uppenbarligen mer lovande för tillämpningar i elfordon. Goodwin uppgav att fördelarna med denna teknik är mer betydande i stora fordon - viktminskningen och förbättringen av laddningshastigheten kommer att visa en fördubblingseffekt vid användning. Donut Lab meddelade på måndagen att de kommer att samarbeta med elfordonsföretaget WattEV för att skapa en ultralätt modulär elfordonsplattform som kombinerar Donut-motor- och batteriteknik.

”Fastkroppsbatterier har alltid beskrivits som ’bara några år bort’”, säger Donut Labs VD Marko Lehtimäki. ”Vårt svar är annorlunda. De är redo idag. Inte senare.”

För att bättre förstå detta, låt oss ta en titt på de nuvarande batterierna som används kommersiellt och planerna för massproduktion av deras heltäckande solid state-batterier. Det har alltid funnits "(Mundellianska) trilemmat" eller "Den omöjliga treenigheten" inom batteriindustrin, vilket hänvisar till svårigheten att samtidigt balansera de tre kärnindikatorerna för batterier (prestanda, kostnad och säkerhet). Att optimera en av dem kräver ofta att man offra den andra eller till och med två.

Som jämförelse varierar energitätheten hos de bästa kommersiella litiumjonbatterierna från cirka 250 till 300 Wh/kg, med en typisk livslängd på cirka 5000 cykler. För att förlänga batteritiden rekommenderas det ofta inte att ladda dem högre än 80 %. Om alla funktioner hos Donut-batteriet är sanna, överträffar det i princip befintlig teknik i alla avseenden.

I oktober 2025 tillkännagav Sunwoda en ny generation polymer-fastkroppsbatteri med en energitäthet på 400 Wh/kg, vilket har en livslängd på endast 1200 cykler. Andra generationens Shenxing-superbatteri som släpptes av CATL i april 2025 har också kommersialiserats med en räckvidd på 520 kilometer på 5 minuters laddning. Livslängden för deras femte generationens LFP-batteri är ungefär över 3000 cykler.

Toyota planerade ursprungligen massproduktion av sitt heltäckande solid-state-batteri år 2020, men senare sköts det upp till 2023 och sedan till 2026, nu 2027-2028. Samsung SDI har också satt som mål att skaffa skalbara heltäckande solid-state-batterier år 2027.

CATL har en plan att deras småskaliga produktion av hel-solid state-batterier ska genomföras år 2027 och storskalig omkring 2030. Hyundai och Kia säger att det inte kommer att ske tidigare än 2030. Bloomberg NEF förutspår att även år 2035 kommer hel-solid state-batterier bara att stå för cirka 10 % av den globala efterfrågan på elfordon och energilagring.

Investerare och konsultföretag är fortsatt optimistiska om litiumefterfrågan under 2026.

2025-12-17 | Jerry Huang

Den globala elbilsmarknaden har uppnått en relativt "rationell" tillväxttakt tillsammans med en global minskning av subventioner för elfordon de senaste åren, vilket har lett till en svagare efterfrågan på litiumsalter än väntat under samma tidsperiod.

Nyligen förutspådde konsultföretaget Adamas Intelligence att i takt med att populariteten för elfordon går in i ett relativt moget skede, kommer tillväxten av efterfrågan på energilagring att bli den "viktiga fluktuerande faktorn" som kommer att påverka batteriproduktionen, vilket så småningom kommer att forma litiumefterfrågan 2026. Citigroup, UBS och Bernstein förutspår att denna expansion av energilagring kommer att driva på den globala litiummarknaden till bristvara nästa år. Efterfrågan på litium inom energilagringssegmentet kommer sannolikt att växa med 55 % nästa år, vilket vida överstiger ökningen på 19 % för elfordon.

Ännu en billig och grön teknik för återvinning av LIB-katoder avslöjas

2025-11-25 | Jerry Huang

Redaktörens anmärkning: Den snabba utvecklingen av konsumentelektronik, elbilar och energilagring i elnätet har lett till en enorm efterfrågan på litiumjonbatterier (LIB). Med en livslängd på endast 6–8 år förväntas dock över 11 miljoner ton batterier gå ut år 2030, vilket utlöser oöverträffad resurspress, miljörisker och ekonomiska utmaningar. För närvarande är återvunna katodmaterial (särskilt skiktade metalloxider, LMO), som innehåller högvärdiga element som Li, Co, Ni och Mn, i fokus för dessa återvinningsinsatser.

Här är ytterligare en metod som presenteras av Quanquan Pang-teamet vid PKU och det gemensamma Jiashen Meng-teamet vid WUT om återvinning av förbrukade LIB-katoder, särskilt LMO. Tack till alla forskare med stor respekt.

Det är värt att notera att denna LTMS-ECR-metod direkt bearbetar förbrukade katoder som fortfarande är fästa vid strömavtagare i aluminium, utan att elektroderna behöver krossas till "svartkrut", vilket avsevärt förenklar förbehandlingsstegen.

LTMS-ECR-tekniken påstås ha potential att uppnå hög lönsamhet på 1,86 USD/kg vid återvinning av förbrukade batterier tack vare användningen av återanvändbara, billiga smälta saltelektrolyter och Li₂O, tillsammans med de högvärdiga biprodukterna Co₃O₄ och LiCl, vilket visar en nästan tiofaldig förbättring jämfört med pyrometallurgiska och hydrometallurgiska tekniker.

Analyser av teknisk, ekonomisk och miljömässig påverkan visar att LTMS-ECR uppvisar anmärkningsvärd ekonomisk genomförbarhet och koldioxidhållbarhet. Dess höga återvinningseffektivitet, låga energiförbrukning och miljövänlighet utgör en revolutionerande kemisk väg för återvinning av katodmaterial.

Abstrakt

Elektrokemisk återvinning (ECR) erbjuder en lovande strategi som utnyttjar förnybar energi för att dekonstruera förbrukade skiktade metalloxider (LMO). Nuvarande ECR-metoder är dock begränsade till högtemperaturdrift (upp till 750 °C) med alkalikarbonat- eller kloridsmältor som elektrolyter, vilket leder till hög energiförbrukning för värmetillförsel. Här föreslår denna studie en alkalikloroaluminat-smältelektrolyt med låg smältpunkt bestående av AlCl3–LiCl, vilket möjliggör ECR-elektrolys vid en temperatur så låg som 150 °C. På grund av den höga lösligheten hos O2⁻-laddningsbäraren i alkalikloroaluminat-smältan genomgår LMO-katoden elektrokemisk reduktiv destrukturering för att ge elementära övergångsmetaller och litiumklorid (LiCl). Viktigt är att två produkter är olösliga i den Li2O-tillsatta smältan och kan separeras genom en enkel vattenlakningsbehandling. Genom att införliva en inert TiN-anod elimineras CO2-utsläpp under elektrolysen genom att istället generera O2, vilket ytterligare bidrar till koldioxidneutralitet. Med lågtemperaturmetoden för smält saltelektrolyt (ECR) uppnås en hög koboltåtervinningsgrad på 97,3 % för LiCoO2. Teknoekonomiska analyser visar att LTMS-ECR-tekniken minskar energiförbrukningen och koldioxidutsläppen med ≈20 % och är nästan tio gånger mer lönsam jämfört med konventionella metoder. Metoden representerar ett revolutionerande alternativ för energieffektiv, hållbar och ekonomiskt lönsam återvinning av förbrukade smältsaltelektrolyter.

Referenser

https://doi.org/10.1002/adma.202512984

Vad händer på litiummarknaden, särskilt LiPF6?

2025-10-31 | Jerry Huang

Under de senaste fyra månaderna har många litiumsalter, inklusive grundsalter som litiumkarbonat och litiumhydroxid, haft en tydlig ökning i sina marknadspriser, såsom LiPF6 och LiFSI, baserat på utbud och efterfrågan.

Efterfrågan på energilagring av litiumsalter på den inhemska marknaden har ökat snabbt under andra halvåret, tillsammans med den växande efterfrågan på litiumbatterier från elbilsmarknaden under en vanlig blomstrande september- och oktobermånad, vilket har lett till en stor efterfrågan på litium även från batteritillverkare med nästan full produktionstakt. Överraskande nog har efterfrågan från utländska marknader också fortsatt att öka. Den starka efterfrågan från marknaden ger en stödjande kraft för prisökningar på litiumsalter. Eftersom LiPF6 fortfarande är ett viktigt salt för elektrolyt på den kinesiska marknaden har priset fortsatt att öka snabbt och överträffat priset på LiFSI i oktober 2025. Vi har sett liknande situationer många gånger i historien.

Å andra sidan har priskonkurrensen under de senaste åren lett till ett produktionsstopp från många medelstora och små litiumsalttillverkare; och vissa ledande producenter har också stoppat en del av sin produktionskapacitet, vilket kommer att ta två eller tre månader att återuppta. Många nyplanerade anläggningar och kapacitet har inte gått så smidigt som förväntat. Tillgången på litiumsalter har blivit tillfälligt knapp på marknaden efter en period av överkapacitet i ett par år.

I takt med att priserna på litiumsalter som litiumkarbonat och litiumhydroxid har fortsatt att öka under de senaste fyra månaderna, har även kostnaderna för LiPF6 och LiFSI ökat samtidigt.

Hittills har LiPF6 varit det viktigaste litiumsaltet för elektrolytproduktion på Kinas inhemska marknad, vilket gör efterfrågan starkare än andra salter just nu. Kommer obalansen mellan utbud och efterfrågan att fortsätta växa eller komma nära en balans inom en snar framtid? Låt oss vänta och se.

Poworks levererar högkvalitativt litiumkarbonat, batterikvalitet, teknisk eller högren litiumhydroxid, LiPF6 och LiFSI i full fart. Kontakta oss gärna.

Ett billigt halogenidmaterial med hög energitäthet och lång livslängd avslöjat

2025-09-09 | Jerry Huang

Redaktörens anmärkning: Inom energilagring anses solid-state-batterier vara den bästa lösningen för nästa generations energilagringsteknik, men deras utveckling har länge begränsats av kritiska flaskhalsar i elektrodmaterial. Traditionella solid-state-batterier (ASSB) har vanligtvis elektroder som består av aktiva material, fasta elektrolyter och ledande tillsatser. Dessa inaktiva komponenter (som upptar 40–50 % av elektrodernas volym) minskar dock inte bara energitätheten, utan inducerar också gränssnittsreaktioner och ökar litiumjontransportens slingrande egenskaper. Även om "allt-i-ett"-konstruktioner (material som uppvisar hög konduktivitet och elektrokemisk aktivitet) skulle kunna lösa dessa problem, kämpar befintliga material som oxider (låg kapacitet) och sulfider (hög kostnad) för att möta kraven på framtida marknader. Halider erbjuder fördelar i form av låg kostnad och hög jonledningsförmåga, men lider av otillräcklig elektronisk konduktivitet och energitäthet. Därför har det blivit en kritisk utmaning att utveckla allt-i-ett-material som kombinerar hög elektrokemisk prestanda, billig skalbarhet med mekanisk stabilitet.

Här är ett utmärkt exempel. Ett team från University of Western Ontario i Kanada ger ett revolutionerande svar i sin Nature-studie – de designade världens första halogenidmaterial, Li₁.₃Fe₁.₂Cl₄, med dynamisk självläkande förmåga och tre-i-ett-integration (katod/elektrolyt/ledare). Genom reversibla Fe²⁺/Fe³⁺ redoxreaktioner och en unik övergångsmekanism från sprött till duktilt material behåller detta material 90 % kapacitet efter 3 000 cykler och uppnår en elektrodenergitäthet på 529,3 Wh kg⁻¹ (skalbar till 725,6 Wh kg⁻¹ med kompositkonstruktioner). Ännu mer anmärkningsvärt är att dess kostnad bara är 26 % av konventionella elektroders. Synkrotronstrålning tillsammans med atomsimuleringar avslöjade för första gången en järnmigrationsinducerad självläkande mekanism! Detta arbete frigör inte bara ett kärnmaterial för heltäckande solid state-batterier utan ger också ett paradigmbaserat argument för allt-i-ett-design som integrerar material, mekanik och elektrokemi. Tack vare stora insatser från alla forskare.

Abstrakt

Helt i fast tillstånd-batterier kräver avancerade katodkonstruktioner för att realisera sin potential för hög energitäthet och ekonomisk lönsamhet. Integrerade allt-i-ett-katoder, som eliminerar inaktiva ledande tillsatser och heterogena gränssnitt, lovar betydande energi- och stabilitetsvinster men hindras av material som saknar tillräcklig Li+/e−-ledningsförmåga, mekanisk robusthet och strukturell stabilitet. Här presenterar vi Li1.3Fe1.2Cl4, ett kostnadseffektivt halogenidmaterial som övervinner dessa utmaningar. Genom att utnyttja reversibel Fe2+/Fe3+ redox och snabb Li+/e−-transport inom sitt ramverk, uppnår Li1.3Fe1.2Cl4 en elektrodenergitäthet på 529,3 Wh kg−1 jämfört med Li+/Li. Avgörande är att Li1.3Fe1.2Cl4 uppvisar unika dynamiska egenskaper under cykling, inklusive reversibel lokal Fe-migration och en övergång från sprött till duktil som ger självläkande beteende. Detta möjliggör exceptionell cykelstabilitet, och bibehåller 90 % kapacitetsretention under 3 000 cykler med en hastighet av 5 °C. Integrationen av Li1,3Fe1,2Cl4 med en nickelrik skiktad oxid ökar ytterligare energitätheten till 725,6 Wh kg−1. Genom att utnyttja de fördelaktiga dynamiska mekaniska egenskaperna och diffusionsegenskaperna hos allt-i-ett-halider, etablerar detta arbete allt-i-ett-halider som en väg för energitäta, hållbara katoder i nästa generations heltäckande solid-state-batterier.

Referenser

https://doi.org/10.1038/s41586-025-09153-1

Vinner polymerlitium kapplöpningen om fasta tillståndsbatterier?

2025-09-08 | Jerry Huang

Redaktörens anmärkning: Det finns fyra elektrolyttyper för litiumbatterier i fast tillstånd: polymer, oxid, sulfid och halogenid, var och en med distinkta egenskaper:

Polymerlitiumelektrolyter

Genom att använda polymermaterial som elektrolyter erbjuder dessa både flexibilitet och hög jonledningsförmåga, vilket gör dem lämpliga som en övergångslösning för halvfasta batterier. De uppvisar god processbarhet, även om långsiktig cyklisk stabilitet återstår att validera.

Litiumoxidelektrolyter

Baserade på material som litiumoxid, erbjuder dessa elektrolyter lägre kostnad och god stabilitet men uppvisar relativt låg jonledningsförmåga.

Litiumsulfidelektrolyter

Dessa elektrolyter, som är baserade på litiumsulfidföreningar, har hög konduktivitet i rumstemperatur och utmärkt gränssnittskompatibilitet, vilket positionerar dem som den kommersiellt mest lovande tekniken av alla. Sulfidmaterial lider dock av dålig kemisk stabilitet och höga produktionskostnader.

Litiumhalidelektrolyter

Halidelektrolyter i fast tillstånd uppvisar hög konduktivitet och oxidationsbeständighet, men de är fortfarande på laboratorienivå med oklara kommersialiseringsutsikter.

Vanliga funktioner

Helt i fast tillstånd ersätter traditionella flytande elektrolyter med oorganiska pulvermaterial, vilket avsevärt förbättrar säkerheten och energitätheten. Olika tekniska vägar uppvisar dock betydande skillnader i kostnad och processmognad. Till exempel, medan sulfidvägen erbjuder hög konduktivitet, lider den av dålig kemisk stabilitet, medan polymervägen möter utmaningar vad gäller livscykelprestanda. Vissa experter säger att storskalig kommersiell produktion av ASS-batterier så småningom kommer att förlita sig på lösningar från halvledarindustrin, inklusive tunnfilmsdeponering, precisionsinspektion på produktionslinjenivå och vakuumsystem, samt andra lösningar som tunnfilms- och mikronanostrukturering. Det tros att denna process fortfarande kommer att ta sju till tio år.

Solid state-batteritekniken genomgår nu en kritisk övergång från laboratorieprototyper till industrialisering, som starkt ser fram emot en systematisk översyn av sitt utvärderingsramverk. Laboratoriefasen fokuserar främst på elektrokemiska prestandamått (såsom energitäthet, livslängd och hastighetskapacitet), medan solid state-batteriteknik i industriell skala kräver fastställande av flerdimensionella utvärderingskriterier:

1. Utökade utvärderingar: Industriella tillämpningar måste involvera systemfaktorer inklusive: skalbarhet och genomförbarhet (inklusive processkompatibilitet, avkastningskontroll etc.), leveranskedjans mognad (inklusive kritisk råvaruförsörjning, specialiserad utrustningssupport etc.) och total livscykelkostnad (som täcker råvaruanskaffning, tillverkning, återvinning etc.).

2. Teknik- och kostnadsoptimering: Industrialisering kräver en optimal balans mellan tekniska data och kostnader, inklusive dynamisk balans mellan elektrokemisk prestanda och tillverkningskostnader, materialval och dess motståndskraft i leveranskedjan, balans mellan produktionsprocessens komplexitet och skalbarhet.

3. Systematisk utvärdering: Överensstämmelse med viktiga krav inklusive massproduktionskonsekvens (6σ kvalitetskontrollstandard), säkerhetscertifieringar (t.ex. överensstämmelse med UL 9540A och andra internationella standarder) och kapacitetsdesign för en enda produktionslinje ≥2 GWh, etc.

Professor Guo har en annan syn på hur polymerlitium kan vinna kapplöpningen mellan fasta batterier och litiumsulfidelektrolyter. Låt oss ta en titt på forskningen från Xin Guo-teamet. Stort tack till alla forskare för deras fantastiska insatser.

Abstrakt

Solid state-batterier (SSB) lovar att revolutionera energilagring genom att erbjuda förbättrad säkerhet, högre energitäthet och förbättrad livslängd jämfört med konventionella litiumjonbatterier. Bland de olika fasta elektrolyterna utmärker sig polymerer för sin unika kombination av bearbetbarhet, mekanisk eftergivlighet och kemiska mångsidighet. Denna översikt undersöker varför polymerer är redo att leda kapplöpningen mot kommersiella SSB. Deras inneboende fördelar – såsom överlägsen gränssnittskontakt med elektroder, avstämbar jonledningsförmåga och kompatibilitet med skalbara tillverkningsmetoder – samt de viktigaste tekniska utmaningarna de står inför, inklusive begränsad termisk stabilitet, smala elektrokemiska fönster och gränssnittsnedbrytning, undersöks. Denna studie belyser nya lösningar från ny forskning, inklusive polymermolekylär design, polymer-keramiska kompositer och in situ-polymerisationsstrategier. Till skillnad från oxid- och sulfidsystem, som möter betydande hinder i kostnad, tillverkningsbarhet och integration, erbjuder polymerbaserade elektrolyter en realistisk och ekonomiskt hållbar väg till storskalig distribution. Med fortsatta framsteg inom materialdesign och industriell bearbetning är polymerer inte bara konkurrenskraftiga – de leder övergången till nästa generations solid state-batterier.

Referenser

https://doi.org/10.1002/advs.202510481

Nyhet: Borlegerade kiselanoder tredubblar kalenderlivslängden för litiumjonbatterier

2025-06-29 |

Abstrakt

Att stabilisera den fasta elektrolytgränssnittet (SEI) är fortfarande en viktig utmaning för kiselbaserade litiumjonbatterianoder. Legering av kisel med sekundära element som bor har framstått som en lovande strategi för att förbättra livslängden för kiselanoder, men den underliggande mekanismen är fortfarande oklar. För att åtgärda denna kunskapslucka undersöks systematiskt hur borkoncentrationen påverkar batteriets prestanda. Dessa resultat visar en nästan monoton ökning av livslängden med högre borhalt, där borrika elektroder avsevärt överträffar rent kisel. Dessutom uppvisar kisel-borlegeringsanoder nästan tre gånger längre kalenderlivslängd än rent kisel. Genom detaljerad mekanistisk analys utesluts alternativa bidragande faktorer systematiskt, och det föreslås att förbättrad passivering uppstår från en stark permanent dipol på nanopartikelytan. Denna dipol, som bildas av underkoordinerad och starkt Lewis-sur bor, skapar ett statiskt, jon-tätt lager som stabiliserar det elektrokemiska gränssnittet, vilket minskar parasitisk elektrolytnedbrytning och förbättrar långsiktig stabilitet. Dessa fynd tyder på att det elektriska dubbelskiktet, inom SEI-ramverket, är en viktig faktor vid ytpassivering. Denna insikt ger ett outforskat parameterutrymme för att optimera kiselanoder i nästa generations litiumjonbatterier.

Hänvisning

https://doi.org/10.1002/aenm.202501074

Hur gör LiTFSI skillnad i natriummetallbatterier?

2025-06-29 |

Redaktörens anmärkning: Natriummetallbatterier är viktiga för storskalig energilagring och mobila elektroniska enheter som energilagringsenheter med hög energitäthet och låg kostnad. Prestandan hos elektrolyt och SEI begränsar dock livslängden och laddnings-/urladdningshastigheten för natriummetallbatterier. Hur gör LiTFSI skillnad i natriummetallbatterier? Här är ett exempel. Tack vare en specialforskning från Shuang Wan-teamet.

Abstrakt

Att konstruera en oorganisk-rik och robust fast elektrolyt-gränssnittsfas (SEI) är en av de viktigaste metoderna för att förbättra den elektrokemiska prestandan hos natriummetallbatterier (SMB). Emellertid stör den låga konduktiviteten och distributionen av vanliga oorganiska ämnen i SEI Na+-diffusionen och inducerar ojämn natriumavsättning. Här konstruerar vi en unik SEI med jämnt spridda högkonduktiva oorganiska ämnen genom att introducera en självuppoffrande LiTFSI i natriumsaltbaskarbonatelektrolyten. Den reduktiva konkurrenseffekten mellan LiTFSI och FEC underlättar bildandet av SEI med jämnt spridda oorganiska ämnen. Där den högkonduktiva Li3N och de oorganiska ämnena tillhandahåller snabba jontransportdomäner och högflödeskärnbildningsställen för Na+, vilket bidrar till snabb natriumavsättning med hög hastighet. Därför möjliggör SEI härlett från LiTFSI och FEC att Na∥Na3V2(PO4)3-cellen uppvisar 89,15 % kapacitetsretention (87,62 mA hg–1) vid en ultrahög hastighet på 60 °C efter 10 000 cykler, medan cellen utan LiTFSI endast levererar 48,44 % kapacitetsretention även efter 8 000 cykler. Dessutom uppvisar Na∥Na3V2(PO4)3-påsecellen med den speciella SEI en stabil kapacitetsretention på 92,05 % vid 10 °C efter 2 000 cykler. Denna unika SEI-design belyser en ny strategi för att driva små och medelstora företag att arbeta under extrema förhållanden med höga hastigheter.

Upphovsrätt © 2023 Amerikanska kemiska sällskapet

Hänvisning

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c08224

LiTFSI erbjuder stor hjälp för hög prestanda hos sulfidbaserade litiumbatterier i fast tillstånd

2025-06-27 |

Redaktörens anmärkning: Hur bidrar LiTFSI, CAS: 90076-65-6, till utvecklingen av sulfidbaserade litiumbatterier i fast form? Här är ett exempel. Tack vare den extraordinära forskningen från Fangyang Liu-teamet.

Abstrakt

Det smala elektrokemiska fönstret hos sulfidelektrolyter kan leda till olika felmekanismer vid gränssnitten mellan katod- och anodsidorna. Införandet av distinkta modifieringsstrategier för katod- och anodsidorna ökar komplexiteten i tillverkningsprocessen för sulfidbaserade litiumbatterier i fast tillstånd (ASSLB). I detta arbete användes en integrerad modifieringsstrategi genom att introducera litiumbis(trifluormetansulfonyl)imid (LiTFSI)-skal under våtförädlingsprocessen av Li6PS5Cl (LPSC), vilket framgångsrikt konstruerade robusta fluorerade gränssnitt in situ på både katod- och anodsidorna samtidigt. På litiumanodsidan undertryckte den minskade elektroniska konduktiviteten hos LiTFSI@LPSC och genereringen av fluorerade gränssnitt effektivt tillväxten av litiumdendriter, vilket ytterligare bekräftades av beräkningarna med densitetsfunktionsteori (DFT). Som ett resultat uppnådde Li|LiTFSI@LPSC|Li-cellen en kritisk strömtäthet upp till 1,6 mA cm−2 och stabil cyklisk prestanda över 1500 timmar vid 0,2 mA cm−2. På katodsidan förbättrade LiTFSI@LPSC inte bara Li+-transporten inom den sammansatta katoden, utan även LiTFSI-skalet sönderdelades in situ till LiF-baserad katodelektrolyt-mellanfas (CEI). Kapacitetsretentionen uppnåddes 98,6 % efter 500 cykler vid 2°C med LiNi₂₃Co₂₁₁Mn₂₁₂O₂ (NCM83) vid hög avstängningsspänning på 4,6 V. Den funktionaliserade LiTFSI@LPSC möjliggör omfattande, allt-i-ett-gränssnittsmodifiering för både anod- och katodsidan, vilket avsevärt förenklar gränssnittstekniken i sulfidbaserade ASSLB:er samtidigt som den levererar exceptionell elektrokemisk prestanda.

Hänvisning

https://doi.org/10.1016/j.ensm.2025.104131

Vad är nytt med LiTFSI-applikationer?

2025-06-26 | Jerry Huang

Litiumbis(trifluormetansulfonyl)imid (LiTFSI), med den kemiska molekylformeln C2F6LiNO4S2, är ett vitt kristallint eller pulverformigt organiskt ämne med hög elektrokemisk och termisk stabilitet. Som elektrolyttillsats kan LiTFSI appliceras i olika batterisystem såsom primära litiumbatterier, sekundära litiumbatterier och fastfaslitiumbatterier.

Litiumbis(trifluorometylsulfonyl)imid (LiTFSI), en nyckelkomponent i elektrolyten i litiumjonbatterier, är känd för sin utmärkta termiska och elektrokemiska stabilitet. Genom sin unika molekylära konfiguration bygger detta litiumsalt ett fast anjonnätverk i elektrolyten, vilket inte bara avsevärt minskar lösningens viskositet, utan också dramatiskt ökar litiumjonens skyttelhastighet. Denna egenskap leder direkt till hög effektivitet i batteriets laddnings- och urladdningsprocessen, vilket gör LiTFSI idealiskt för att förbättra den totala prestandan hos litiumjonbatterier. Speciellt inom forskning och utveckling av fastfaslitiumbatterier visar LiTFSI stor potential. Dessutom visar det mycket positiva resultat inom forskning om natriummetallbatterier (SMB) och förväntas driva ytterligare innovation inom batteriteknik. LiTFSI:s prestandastabilitet i komplexa och systematiska miljöer är dock de brådskande frågorna som måste lösas i den aktuella forskningen.

Litiumbis(trifluorometylsulfonyl)imid (LiTFSI) har börjat användas i stora mängder i nya typer av batterier, såsom litiumjonbatterier i fast tillstånd, inklusive polymerbatterier, sulfidbatterier och oxidbatterier. LiTFSI har visat sig vara användbart för att förbättra batteriernas prestanda, inklusive dess roll i anodskydd, underlättar snabbladdning och främjar höga fördelar inom ett brett temperaturområde. Litiumbis(trifluorometansulfonyl)imid är ett av de viktiga elektrolyttillsatserna för litiumbatterier, vilket kan förbättra elektrolytens elektrokemiska stabilitet, cyklingsprestanda och konduktivitet, och har mindre korrosiv effekt på aluminiumfolie vid högre spänningar, vilket kan anpassas för att öka energitätheten hos batterier inom elbilsindustrin.