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Isophorone Diisocyanate: An Effective Additive to Form Cathode-Protective-Interlayer and Its Influence on LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 at High Potential
ACS Applied Materials & Interfaces ( IF 8.3 ) Pub Date : 2018-03-16 00:00:00 , DOI: 10.1021/acsami.8b00011 Yang Liu 1 , Dandan Sun 1 , Jingjing Zhou 1 , Yinping Qin 2 , Deyu Wang 2 , Bingkun Guo 1
ACS Applied Materials & Interfaces ( IF 8.3 ) Pub Date : 2018-03-16 00:00:00 , DOI: 10.1021/acsami.8b00011 Yang Liu 1 , Dandan Sun 1 , Jingjing Zhou 1 , Yinping Qin 2 , Deyu Wang 2 , Bingkun Guo 1
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In this work, we propose a novel electrolyte additive, isophorone diisocyanate (IPDI), to construct the surface protective interlayer. This membrane is produced via nucleophilic addition between the IPDI’s diisocyanate groups and the free-radical-onium ion oxidative intermediate of propylene carbonate (PC). In the electrolyte with IPDI added between 10–20 mM, LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 presents the excellent performance, demonstrating the relative wide operational window to form the optimal protective membrane. This protective membrane ameliorates the cyclic stability. Although all systems deliver ∼185 mAh g–1 under 1 C between 2.5–4.6 V (vs Li+/Li), the cells in the suitable electrolyte maintain 90.4% in the 50 cycles and 83.2% in the 200 cycles, whereas the control cells are seriously dropped to 73.4% and 69.8%. The cells in the electrolyte with the appropriate IPDI also present the good rate capability, attaining ∼143 mAh g–1 under 5 C, much higher than the cells in the control electrolyte(92.4 mAh g–1). The additive proposed in this work is helpful to augment the energy density of lithium ion battery and prolong the one-drive distance of electric vehicles.
中文翻译：
异佛尔酮二异氰酸酯：形成阴极保护中间层的有效添加剂及其对LiNi 0.5 Co 0.2 Mn 0.3 O 2的高电势影响
在这项工作中，我们提出了一种新型的电解质添加剂，异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI），以构建表面保护中间层。该膜是通过IPDI的二异氰酸酯基团与碳酸亚丙酯（PC）的自由基鎓离子氧化中间体之间的亲核加成产生的。在添加了10–20 mM的IPDI的电解质中，LiNi 0.5 Co 0.2 Mn 0.3 O 2表现出优异的性能，证明了相对较宽的操作范围以形成最佳的保护膜。该保护膜改善了循环稳定性。尽管所有系统在2.5-4.6 V（vs Li +）下在1 C下可提供约185 mAh g –1/ Li），在合适的电解质中的电池在50个循环中保持90.4％，在200个循环中保持83.2％，而对照电池则严重下降至73.4％和69.8％。具有适当IPDI的电解液中的电池也具有良好的倍率性能，在5 C下达到约143 mAh g –1，远高于对照电解液中的电池（92.4 mAh g –1）。这项工作中提出的添加剂有助于增加锂离子电池的能量密度，并延长电动汽车的单驱动距离。
更新日期：2018-03-16
中文翻译：
异佛尔酮二异氰酸酯：形成阴极保护中间层的有效添加剂及其对LiNi 0.5 Co 0.2 Mn 0.3 O 2的高电势影响
在这项工作中，我们提出了一种新型的电解质添加剂，异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI），以构建表面保护中间层。该膜是通过IPDI的二异氰酸酯基团与碳酸亚丙酯（PC）的自由基鎓离子氧化中间体之间的亲核加成产生的。在添加了10–20 mM的IPDI的电解质中，LiNi 0.5 Co 0.2 Mn 0.3 O 2表现出优异的性能，证明了相对较宽的操作范围以形成最佳的保护膜。该保护膜改善了循环稳定性。尽管所有系统在2.5-4.6 V（vs Li +）下在1 C下可提供约185 mAh g –1/ Li），在合适的电解质中的电池在50个循环中保持90.4％，在200个循环中保持83.2％，而对照电池则严重下降至73.4％和69.8％。具有适当IPDI的电解液中的电池也具有良好的倍率性能，在5 C下达到约143 mAh g –1，远高于对照电解液中的电池（92.4 mAh g –1）。这项工作中提出的添加剂有助于增加锂离子电池的能量密度，并延长电动汽车的单驱动距离。
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