Synthesis of Fire-Extinguishing High-Voltage Electrolytes for Safe Batteries

安全电池用高压灭火电解质的合成

基本信息

  • 批准号:
    18F18332
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.41万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 财政年份:
    2018
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2018-11-09 至 2021-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The lack of a suitable alternative solvent has hindered further exploration of new functional electrolytes. Herein we design and synthesize a fluorinated cyclic phosphate solvent, 2-(2,2,2-trifluoroethoxy)-1,3,2-dioxaphospholane 2-oxide (TFEP), for use in LIBs. An electrolyte formula composed of 0.95 M LiN(SO2F)2 in TFEP/2,2,2-trifluoroethyl methyl carbonate shows excellent non-flammability with zero self-extinguishing time and enables the highly stable operation of graphite anodes (ca. 0.1 V vs lithium) and high-voltage LiNi0.5Mn1.5O4 cathodes (ca. 4.7 V vs lithium), thereby outperforming the traditional electrolytes. This work opens new frontiers in electrolyte developments toward safe LIBs with higher energy densities, which was recently accepted for publication on Nature Energy.
缺乏合适的替代溶剂阻碍了新功能电解质的进一步探索。本文中,我们设计并合成了用于LIB的氟化环状磷酸酯溶剂,2-(2,2,2-三氟乙氧基)-1,3,2-二氧磷杂环戊烷2-氧化物(TFEP)。由0.95 M LiN(SO2F)2在TFEP/2,2,2-三氟乙基甲基碳酸酯中组成的电解质配方显示出优异的不燃性和零自熄时间,并使石墨阳极能够高度稳定地运行(约1000 ℃)。0.1 V vs锂)和高压LiNi0.5Mn1.5O4阴极(约4.7 V对锂),从而优于传统的电解质。这项工作开辟了电解质发展的新领域,使其朝着具有更高能量密度的安全LIB发展,最近被Nature Energy接受发表。

项目成果

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专著数量(0)
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会议论文数量(0)
专利数量(0)
環状リン酸エステルを含む二次電池用電解液
含有环状磷酸酯的二次电池用电解液
  • DOI:
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
A cyclic phosphate-based battery electrolyte for high voltage and safe operation
  • DOI:
    10.1038/s41560-020-0567-z
  • 发表时间:
    2020-03
  • 期刊:
  • 影响因子:
    56.7
  • 作者:
    Qifeng Zheng;Yuki Yamada;Rui Shang;Seongjae Ko;Yun-Yang Lee;Kijae Kim;E. Nakamura;A. Yamada
  • 通讯作者:
    Qifeng Zheng;Yuki Yamada;Rui Shang;Seongjae Ko;Yun-Yang Lee;Kijae Kim;E. Nakamura;A. Yamada
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山田 淳夫其他文献

次世代リチウム電池材料の構造反応機構
下一代锂电池材料的结构反应机理
  • DOI:
  • 发表时间:
    2008
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    K. Murakami;S. Nishihara;N. Matsubara;S. Ichikawa;F. Wakaya;M. Takai;山田 淳夫
  • 通讯作者:
    山田 淳夫
軟X線分光を用いた欠陥誘起型酸素レドックス反応の電子状態解析
使用软 X 射线光谱分析缺陷引起的氧氧化还原反应的电子态
  • DOI:
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    土本 晃久;Mortemard de Boisse Benoit;渡部 絵里子;西村 真一;須田山 貴亮;朝倉 大輔;大久保 將史;山田 淳夫
  • 通讯作者:
    山田 淳夫
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全固态钠电池铁基电极活性材料Na2FeS2的电化学性能及结构变化
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    奈須 滉;作田 敦;土本 晃久;大久保 將史;山田 淳夫;辰巳砂 昌弘;林 晃敏
  • 通讯作者:
    林 晃敏
LiFePO4の充放電機構に関する構造・熱力学的検証
LiFePO4充放电机理的结构和热力学验证
  • DOI:
  • 发表时间:
    2007
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    K.Watanabe;T.Taniguchi;A.Niiyama;K.Miya;M.Taniguchi;山田 淳夫
  • 通讯作者:
    山田 淳夫
Self-Organization of Nanostructured Materials : Supramolecular Liquid Crystals and Organic/Inorganic Hybrids
纳米结构材料的自组织:超分子液晶和有机/无机杂化物
  • DOI:
  • 发表时间:
    2007
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    K. Murakami;S. Nishihara;N. Matsubara;S. Ichikawa;F. Wakaya;M. Takai;山田 淳夫;K.Watanabe;Takashi Kato
  • 通讯作者:
    Takashi Kato

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  • 作者:
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Exploration of fluorine-free electrolytes with superior functions
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  • 批准号:
    22KF0115
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 1.41万
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    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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    23KF0021
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    2023
  • 资助金额:
    $ 1.41万
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    2021
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可充电电池用超高压正极的探索
  • 批准号:
    20F20038
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 1.41万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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基于孤立分子/轨道实现的特殊功能的创新储能材料。
  • 批准号:
    20H05673
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 1.41万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
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具有面内有序结构的层状化合物的奇异电化学性质
  • 批准号:
    17F17046
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 1.41万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
Materials development toward higher-voltage energy storage devices
面向更高电压储能设备的材料开发
  • 批准号:
    17F17349
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 1.41万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
Development of new rechargeable batteries with superconcentrated electrolytes
开发新型超浓电解质可充电电池
  • 批准号:
    16F16051
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 1.41万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
新規ナトリウム含有硫酸塩の探索と機能開拓
新型含钠硫酸盐的探索与功能开发
  • 批准号:
    15K13799
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 1.41万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
核生成成長機構に基づく新奇な高速電極反応
基于成核生长机制的新型快速电极反应
  • 批准号:
    23245042
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 1.41万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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