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Nonflammable Electrolyte Enables High-Performance Phosphorus Anode for High-Safety Lithium-Ion Battery
Industrial & Engineering Chemistry Research ( IF 3.8 ) Pub Date : 2024-07-16 , DOI: 10.1021/acs.iecr.4c01846 Jiaqing Jiang 1 , Yiting Lin 2 , Haipeng You 1 , Menglei Yao 1 , Jie Sun 3 , Long Chen 1 , Chunzhong Li 1
Industrial & Engineering Chemistry Research ( IF 3.8 ) Pub Date : 2024-07-16 , DOI: 10.1021/acs.iecr.4c01846 Jiaqing Jiang 1 , Yiting Lin 2 , Haipeng You 1 , Menglei Yao 1 , Jie Sun 3 , Long Chen 1 , Chunzhong Li 1
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With the rapid evolution of electric vehicles, there is a growing demand for batteries with high energy and safety. Among various options, the LiNi0.5Mn1.5O4 (LNMO)/phosphorus battery has emerged as one of the most promising candidates due to its appropriate lithiation potential and remarkable specific capacity. However, challenges related to high-voltage, polyphosphate dissolution, and phosphorus combustion safety issues persist in this system. Herein, we design a nonflammable electrolyte with a wide electrochemical window of over 5.8 V. It successfully mitigates the shuttling effect observed in phosphorus anodes, resulting in an impressive capacity retention of 80% over 600 cycles. The LNMO||P/C full cell delivers a stable capacity of 97.5 mAh g–1 over 200 cycles with an exceptional energy density of 350 Wh kg–1. These findings mark a significant step forward in the development of high-safety and high-performance phosphorus anode batteries, opening up exciting possibilities for their application in electric vehicles and beyond.
中文翻译：
不易燃电解质为高安全性锂离子电池提供高性能磷阳极
随着电动汽车的快速发展，对高能量、安全的电池的需求不断增长。在各种选择中，LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 (LNMO)/磷电池由于其适当的锂化潜力和显着的比容量而成为最有前途的候选者之一。然而，该系统仍然存在与高电压、多磷酸盐溶解和磷燃烧安全问题相关的挑战。在此，我们设计了一种具有超过 5.8 V 宽电化学窗口的不可燃电解质。它成功地减轻了磷阳极中观察到的穿梭效应，从而在 600 次循环中实现了高达 80% 的容量保持率。 LNMO||P/C 全电池在 200 次循环中可提供 97.5 mAh g –1的稳定容量，并具有 350 Wh kg –1的卓越能量密度。这些发现标志着高安全性和高性能磷阳极电池的开发向前迈出了重要一步，为其在电动汽车及其他领域的应用开辟了令人兴奋的可能性。
更新日期：2024-07-16
中文翻译：
不易燃电解质为高安全性锂离子电池提供高性能磷阳极
随着电动汽车的快速发展，对高能量、安全的电池的需求不断增长。在各种选择中，LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 (LNMO)/磷电池由于其适当的锂化潜力和显着的比容量而成为最有前途的候选者之一。然而，该系统仍然存在与高电压、多磷酸盐溶解和磷燃烧安全问题相关的挑战。在此，我们设计了一种具有超过 5.8 V 宽电化学窗口的不可燃电解质。它成功地减轻了磷阳极中观察到的穿梭效应，从而在 600 次循环中实现了高达 80% 的容量保持率。 LNMO||P/C 全电池在 200 次循环中可提供 97.5 mAh g –1的稳定容量，并具有 350 Wh kg –1的卓越能量密度。这些发现标志着高安全性和高性能磷阳极电池的开发向前迈出了重要一步，为其在电动汽车及其他领域的应用开辟了令人兴奋的可能性。
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