化学与环境学院教育部工程研究中心动力电池研究新进展

随着电动汽车的推广应用，高能量动力锂离子电池的发展非常迅速，但依然面临诸多问题。其中，锂离子电池低温性能还不能满足电动汽车在寒冷地区的应用要求。此前，研究人员进行过广泛的研究，致力于提高锂离子动力电池的低温性能，提出了不少解决方案，包括加热系统辅助、电池结构优化、材料导电性改善（如电极材料导电剂、低熔点溶剂）等措施。这些方案，或者过于复杂或者效果不理想难于推广使用。

近日，华南师范大学李伟善教授和美国陆军实验室许康研究员（共同通讯作者）等人分析了锂离子电池低温性能差的原由，发现电解液分解产物在正、负极表面的堆积产生高界面阻抗是主因，尤其是负极。据此，他们提出了可以优先于电解液在正极氧化及在负极还原的锂盐电解液添加剂（二氟双草酸磷酸锂）构建低阻抗的界面膜。应用该添加剂，石墨/LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂软包电池在0°C下0.5C循环200圈，容量保持率从57%提高到94%；-30°C下0.2C放电容量保持率（相对于室温）从14%提高到49%。该研究成果以“Designing Low Impedance Interface Films Simultaneously on Anode and Cathode for High Energy Batteries”为题，发表在Adv. Energy Mater.（IF=16.721）上。

这项工作首次报道了应用锂盐电解液添加剂，构建正、负极低阻抗界面膜，提高动力电池低温性能的方法，为解决电动汽车在寒冷区难于应用的问题提供了新的解决方案。

文献链接：Designing Low Impedance Interface Films Simultaneously on Anode and Cathode for High Energy Batteries (Adv. Energy. Mater, 2018:1800802（DOI: 10.1002/aenm.201800802）)

通讯作者简介：

李伟善：华南师范大学教授、博士生导师。目前担任“电化学储能材料与技术教育部工程研究中心”负责人。Elsevier高被引学者，享受国务院政府特殊津贴。以第一完成人获得多项成果奖励，包括广东省科学技术奖（发明奖）一等奖(2012)，广东省科学技术奖（科技进步奖）一等奖（2007）等奖项。

许康：美国陆军实验室高级科学家、美国橡树岭联合大学国家研究委员顾问。从事电解液材料和界面化学工作二十余年，多次获得国防部及国际奖励，包括“Best Paper Award of Army Science (2010)”, “Invention of the Year Award (2016)”和“International Battery Association Technology Award (2017)”等。在国际TOP期刊上发表论文160多篇，文章引用次数超过13,000次，H因子61。2004年和2014年发表在Chemical Review上的两篇关于电解液研究进展被誉为电池研究工作者的“标准参考书”。