CN114414537A - Aie分子探针在锂金属负极的检测中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种AIE分子探针在锂金属负极的检测中的应用。利用AIE分子作为探针能够实现可视化检测锂金属负极表面的锂沉积、锂枝晶、死锂、副产物以及固体电解质界面膜。
Description
技术领域
本发明涉及电池能源技术领域，特别是涉及一种AIE分子探针在锂金属负极的检测中的应用。
背景技术
随着社会和科技的不断进步，人类的生产和生活方式对能源储存、运输和高效利用的需求与日俱增。目前，锂离子电池是二次电池的“主力军”，为人们提供了高效和便捷的能源，已扎根于人们的日常生活、汽车、航空等各个领域。但锂离子电池的实际能量密度已逐渐接近于理论值上限值(300Wh/kg)，工业界迫切地需要开发更高能量密度的新电池。
锂金属负极有极高的理论容量(3860mAh/g)和最负的电势(-3.04V vs标准氢电极)。因此，以锂金属为负极的锂金属电池有极高的理论能量密度，很有可能成为下一代储能电池。目前研究的锂金属电池主要有锂氧电池、锂硫电池、锂氧化物电池等，它们的理论能量密度分别为3500、2600、1000～1500Wh/kg。早在1970年代，艾克森石油公司就在电子手表、可移植医学设备等上采用锂金属电池，但都为一次电池；在1980年代，莫利能源公司首次开发了可充电的锂金属电池，该电池的能量密度很高(100～200Wh/kg)。但是，这些可充电的锂金属电池在充放电循环过程中，锂离子反复沉积和析出、在锂负极表面不均匀地沉积，进而生长出严重的锂枝晶，并发生粉化。锂枝晶生长会使电池短路，引起热失控，进而引发潜在的着火和爆炸风险。最终，锂金属电池没有得以商业应用。但是，因锂金属电池具有极高的理论能量密度，研究者对金属锂负极的关注从未停止过。一直以来，研究者通过研究如何抑制锂枝晶的生长等方法来提高安全性和使用寿命，以期其能实际应用。
除了不可控的锂枝晶生长之外，锂金属负极还存在不均匀的锂沉积、副反应产物的不断积累、大量副产物包覆使活性锂失活产生死锂等问题，这些问题均是锂金属负极实际应用的严峻障碍。因此，如何可视化观察、检测和定量锂金属负极表面的锂沉积、副产物积累、锂枝晶、死锂等的分布和状况，对研究电池的失效行为和预测电池的循环寿命极其重要。
2019年，研究者首次提出用荧光小分子(9,10-二甲基蒽，DMA)作为荧光探针来分析循环后的锂金属负极的表面成分，通过DMA与锂反应并发生荧光淬灭、而与副产物不反应并维持荧光不变，实现了表面成分的可视化。而且，在破坏性地使用锂金属负极(如用高电流密度充放电)后，用此方法还可确定枝晶的位置。这个方法有助于分析电池的失效机理、选择最优的电解质、预测不均匀的锂沉积。但荧光小分子DMA属于传统的ACQ荧光染料(聚集荧光淬灭，aggregation-caused quenching)，不仅存在光漂白和固态淬灭的缺陷，而且与锂的反应位点为惰性氢，因此检测时长和灵敏度均较差。
发明内容
基于此，本发明提供AIE分子探针在锂金属负极检测中的应用，利用AIE分子作为探针能够实现可视化检测锂金属负极表面的锂沉积、副产物、锂枝晶、死锂以及固体电解质界面膜。
本发明的第一方面，提供一种AIE分子作为探针在锂金属负极的检测中的应用。
在其中一个实施例中，所述检测的检测项包括锂金属负极表面的锂沉积、副产物、锂枝晶、死锂以及固体电解质界面膜(solid electrolyte interphase(SEI)膜)中的一项或多项。
在其中一个实施例中，所述副产物包括氟化锂、氯化锂、醋酸锂、碳酸锂、氢氧化锂、氧化锂和醇锂中的一项或多种。
在其中一个实施例中，所述锂金属负极为锂金属电池中的锂金属负极；所述锂金属电池为锂氧电池、锂硫电池、锂氧化物电池、锂空电池或锂锂电池。
在其中一个实施例中，所述AIE分子为羟基修饰的四苯乙烯分子。
本发明的第二方面，提供一种锂金属负极的检测方法，包括如下步骤：
将AIE分子溶于有机溶剂中，制备探针溶液；
使所述探针溶液与待测锂金属负极的表面接触，待溶剂挥发至干后，在紫外灯光照下进行分析。
在其中一个实施例中，所述锂金属负极为锂金属电池中的锂金属负极；所述锂金属电池为锂氧电池、锂硫电池、锂氧化物电池、锂空电池或锂锂电池。
在其中一个实施例中，所述AIE分子为羟基修饰的四苯乙烯分子。
在其中一个实施例中，分析的步骤包括：人眼观察所述待测锂金属负极表面的荧光情况和/或采用荧光光谱仪测定荧光强度。
在其中一个实施例中，所述探针溶液中，所述AIE分子的浓度为1～10mg/mL；及/或
所述有机溶剂选自挥发性溶剂。
经研究发现，聚集诱导发光(AIE)分子作为探针能够分别与活性锂、不均匀沉积锂、锂枝晶反应，且反应前后AIE会发生荧光的变化，副产物、SIE膜或被副产物包围的死锂则不与AIE反应、无荧光变化，从而可以通过荧光情况可视化检测、标定出锂金属负极表面的不均匀沉积锂、锂枝晶、副产物、死锂和SEI膜。基于此，AIE分子作为探针能够准确检测锂金属负极表面的锂不均匀沉积、锂枝晶、副产物、死锂以及固体电解质界面膜等。同时，该检测过程简单便捷、灵敏度高、响应快速、光强稳定、适用性广。
进一步地，结合荧光情况观察和荧光强度检测，本发明可半定量和可视化地识别活性锂、锂枝晶、不均匀锂沉积、副产物及其积累情况等，还可以进一步把电池的性能衰减、失效与锂枝晶、不均匀的锂沉积、副产物的积累量联系起来，进而有望为分析电池失效原因、电池性能失效的防控预警提供可行的办法。
附图说明
图1为本发明实施例Li|Li扣式电池在充放电循环25圈(充放电电流：2.5mAh/cm2)后，将电池拆开，再将儿茶酚基四苯乙烯(二羟基四苯乙烯)的乙醚溶液喷洒在锂金属负极后的表面荧光图：锂金属、不均匀的锂沉积、锂枝晶等呈黄色荧光，副反应产物(碳酸锂、醋酸锂等)呈蓝色荧光，再用荧光光谱仪测定荧光强度来对各类成分进行半定量分析；
图2为本发明实施例荧光分子探针检测锂金属负极表面成分的机理：儿茶酚基四苯乙烯(二羟基四苯乙烯)在365nm激发下呈蓝色荧光，但与金属锂Li反应后，产物(含锂的化合物)在365nm激发下呈黄色荧光强度。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明的AIE分子探针在锂金属负极检测中的应用作进一步详细的说明。本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明公开内容理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
本文所使用的术语“和/或”、“或/和”、“及/或”的可选范围包括两个或两个以上相关所列项目中任一个项目，也包括相关所列项目的任意的和所有的组合，所述任意的和所有的组合包括任意的两个相关所列项目、任意的更多个相关所列项目、或者全部相关所列项目的组合。
本文中，“一种或多种”指所列项目的任一种、任两种或任两种以上。
本发明中，“第一方面”、“第二方面”等仅用于描述目的，不能理解为指示或暗示相对重要性或数量，也不能理解为隐含指明所指示的技术特征的重要性或数量。而且“第一”、“第二”等仅起到非穷举式的列举描述目的，应当理解并不构成对数量的封闭式限定。
本发明中，以开放式描述的技术特征中，包括所列举特征组成的封闭式技术方案，也包括包含所列举特征的开放式技术方案。
本发明中，涉及到数值区间，如无特别说明，上述数值区间内视为连续，且包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值。进一步地，当范围是指整数时，包括该范围的最小值与最大值之间的每一个整数。此外，当提供多个范围描述特征或特性时，可以合并该范围。换言之，除非另有指明，否则本文中所公开之所有范围应理解为包括其中所归入的任何及所有的子范围。
本发明中涉及的百分比含量，如无特别说明，对于固液混合和固相-固相混合均指质量百分比，对于液相-液相混合指体积百分比。
本发明中涉及的百分比浓度，如无特别说明，均指终浓度。所述终浓度，指添加成分在添加该成分后的体系中的占比。
本发明中的温度参数，如无特别限定，既允许为恒温处理，也允许在一定温度区间内进行处理。所述的恒温处理允许温度在仪器控制的精度范围内进行波动。
本发明提供一种AIE分子作为探针在锂金属负极的检测中的应用。
可以理解地，待检测的锂金属负极是指电池经过正常使用(充放电循环)后的锂金属负极。
在其中一个具体地示例中，检测的检测项包括锂金属负极表面的沉积锂、副产物、锂枝晶、死锂以及SEI膜中的一项或多项。其中，AIE可与活性锂、不均匀沉积锂、锂枝晶发生反应并伴随荧光变化，而不与副产物、SIE膜或被副产物包围的死锂发生反应并保持荧光不变。根据荧光的不同颜色区分表面成分(如活性锂和副反应产物)；根据荧光颜色的深浅、荧光分布判断锂金属负极表面的锂的不均匀沉积情况、锂枝晶分布、死锂、副产物积累程度、SEI膜的生长程度和分布区域等，实现金属锂表面的可视化分析。具体地，副产物氟化锂、氯化锂、醋酸锂、碳酸锂、氢氧化锂、氧化锂和醇锂中的一种或多种。
在其中一个具体地示例中，锂金属负极为锂金属电池中的锂金属负极。进一步地，锂金属电池为锂氧电池、锂硫电池、锂氧化物电池、锂空电池或锂锂电池。
在其中一个具体地示例中，AIE分子为羟基修饰的四苯乙烯分子。不作限制地，包括单羟基或多羟基修饰、以及羟基修饰在不同取代位置上的四苯乙烯。进一步地，AIE分子选自以儿茶酚基四苯乙烯为代表的一类多酚羟基修饰的四苯乙烯。
本发明还提供一种锂金属负极的检测方法，包括如下步骤：
将AIE分子溶于有机溶剂中，制备探针溶液；
使所述探针溶液与待测锂金属负极的表面接触，待溶剂挥发至干后，在紫外灯光照下进行分析。
在其中一个具体地示例中，锂金属负极为锂金属电池中的锂金属负极。进一步地，锂金属电池为锂氧电池、锂硫电池、锂氧化物电池、锂空电池或锂锂电池。
在其中一个具体地示例中，AIE分子为羟基修饰的四苯乙烯分子。不作限制地，包括单羟基或多羟基修饰、以及羟基修饰在不同取代位置上的四苯乙烯。进一步地，AIE分子选自以儿茶酚基四苯乙烯为代表的一类多酚羟基修饰的四苯乙烯。
在其中一个具体地示例中，探针溶液中AIE分子的浓度为1～10mg/mL。浓度过高或过低均会导致检测效果下降。具体地，探针溶液中AIE分子的浓度包括但不限于：1mg/mL、2mg/mL、2.5mg/mL、3mg/mL、3.5mg/mL、4mg/mL、5mg/mL、6mg/mL、7mg/mL、8mg/mL、9mg/mL、10mg/mL。进一步地，探针溶液中AIE分子的浓度为2～4mg/mL。如此可以获得更佳的检测效果。
在其中一个具体地示例中，有机溶剂选自挥发性溶剂。举例但不作限制地如乙醚、二氯甲烷或其混合。
在其中一个具体地示例中，使探针溶液与待测锂金属负极的表面接触的方法不作限制，可举例如涂覆、喷涂或喷洒等。
在其中一个具体地示例中，使探针溶液与待测锂金属负极的表面接触后，待有机溶剂挥发至干后，即可在紫外灯光照下进行分析。
在其中一个具体地示例中，紫外灯光照的波长为300nm～365nm。进一步地，紫外灯光照的波长为355nm～365nm。具体地，紫外灯光照的波长为365nm。
在其中一个具体地示例中，分析的步骤包括：人眼观察待测锂金属负极表面的荧光情况和/或采用荧光光谱仪测定荧光强度。采用荧光光谱仪测定荧光强度，可以实现前述各类成分的半定量分析。
以下为具体的实施例。
实施例
本实施例为一种锂金属电池中锂金属负极的检测方法，所用锂金属电池为Li|Li对称扣式电池，正负极均为锂片，电解液为1mol/L LiPF6/EC+DEC+EMC(质量比1:1:1)，隔膜为Celgard 2500。步骤如下：
(1)锂金属电池用蓝电设备进行充放电循环，充放电程序为静置2h，2.5mAh/cm2充电1h，放电1h，循环25圈，以此模拟电池在使用后的情况。之后将电池拆开，取出负极锂片；
(2)将儿茶酚基四苯乙烯(二羟基四苯乙烯)溶于乙醚中，配制成浓度为3mg/mL的溶液，得探针溶液；
(3)将步骤(2)制备的探针溶液喷洒在充放电循环后的负极锂片表面，待乙醚挥发(10秒以内)后，即可在365nm的紫外灯光照下获得的荧光图见图1。
另外，如图2所示，儿茶酚基四苯乙烯(二羟基四苯乙烯)的水相分散液在365nm的紫外灯光照下呈蓝色荧光，将金属锂片直接浸泡于其中进行反应后，产物溶液(含锂的化合物)在365nm激发下呈黄色。反应方程式可表示如下：
结合图1和2分析可知，图2中，锂金属、不均匀的锂沉积、锂枝晶等呈黄色荧光，副反应产物(碳酸锂、醋酸锂等)、SIE膜、被副产物包围的死锂呈蓝色荧光。且蓝色和黄色的深浅程度可反映出不同区域的锂不均匀沉积或锂枝晶的程度、副产物积累程度等。
当用不同的循环圈数、不同的充放电电流大小对电池进行充放电循环时，可以同样应用前述步骤对不同条件下的电池情况进行可视化和半定量的分析。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，便于具体和详细地理解本发明的技术方案，但并不能因此而理解为对发明专利保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。应当理解，本领域技术人员在本发明提供的技术方案的基础上，通过合乎逻辑的分析、推理或者有限的试验得到的技术方案，均在本发明所附权利要求的保护范围内。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求的内容为准，说明书及附图可以用于解释权利要求的内容。
Claims (10)
1.一种AIE分子作为探针在锂金属负极的检测中的应用。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述检测的检测项包括锂金属负极表面的沉积锂、副产物、锂枝晶、死锂以及固体电解质界面膜中的一项或多项。
3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述副产物包括氟化锂、氯化锂、醋酸锂、碳酸锂、氢氧化锂、氧化锂和醇锂中的一种或多种。
4.根据权利要求1～3任一项所述的应用，其特征在于，所述锂金属负极为锂金属电池中的锂金属负极；所述锂金属电池为锂氧电池、锂硫电池、锂氧化物电池、锂空电池或锂锂电池。
5.根据权利要求1～3任一项所述的应用，其特征在于，所述AIE分子为羟基修饰的四苯乙烯分子。
6.一种锂金属负极的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
将AIE分子溶于有机溶剂中，制备探针溶液；
使所述探针溶液与待测锂金属负极的表面接触，待溶剂挥发至干后，在紫外灯光照下进行分析。
7.根据权利要求6所述的锂金属负极的检测方法，其特征在于，所述锂金属负极为锂金属电池中的锂金属负极；所述锂金属电池为锂氧电池、锂硫电池、锂氧化物电池、锂空电池或锂锂电池。
8.根据权利要求6所述的锂金属负极的检测方法，其特征在于，所述AIE分子为羟基修饰的四苯乙烯分子。
9.根据权利要求6～8任一项所述的锂金属负极的检测方法，其特征在于，分析的步骤包括：人眼观察所述待测锂金属负极表面的荧光情况和/或采用荧光光谱仪测定荧光强度。
10.根据权利要求6～8任一项所述的锂金属负极的检测方法，其特征在于，所述探针溶液中，所述AIE分子的浓度为1～10mg/mL；及/或
所述有机溶剂选自挥发性溶剂。
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Citations (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6346351B1 (en) * | 1996-09-30 | 2002-02-12 | Danionics A/S | Lithium salt/carbonate electrolyte system, a method for the preparation thereof, the use thereof and a battery containing the electrolyte system |
| WO2015077836A1 (en) * | 2013-11-26 | 2015-06-04 | The University Of Melbourne | Solar concentrator |
| CN104829589A (zh) * | 2015-04-08 | 2015-08-12 | 武汉大学 | 一种汞离子探针及其制备方法和应用 |
| CN105001855A (zh) * | 2015-06-11 | 2015-10-28 | 中节能万润股份有限公司 | 一种蓝色荧光发光材料及其应用 |
| CN105203566A (zh) * | 2015-09-07 | 2015-12-30 | 哈尔滨工业大学 | 一种锂离子电池中负极析锂的检测方法 |
| CN105623645A (zh) * | 2014-10-29 | 2016-06-01 | 香港科技大学深圳研究院 | 一种基于聚集诱导发光原理的荧光探针及其制备方法、应用和检测内毒素方法 |
| JP2017004884A (ja) * | 2015-06-15 | 2017-01-05 | 日本電気株式会社 | リチウムイオン二次電池、電池パック、リチウムイオン二次電池の劣化検出装置及び劣化検出方法 |
| CN106957243A (zh) * | 2017-03-29 | 2017-07-18 | 湖南科技大学 | 一种基于聚集诱导发光的铜离子检测探针及其制备方法和应用 |
| CN107089945A (zh) * | 2017-06-30 | 2017-08-25 | 广东工业大学 | 一种具有aie效应的8‑羟基喹啉类铜离子荧光探针及其制备方法 |
| US20180156811A1 (en) * | 2015-06-24 | 2018-06-07 | The Hong Kong University Of Science And Technology | Aie luminogens for visualization and treatment of cancer |
| CN108558788A (zh) * | 2018-04-09 | 2018-09-21 | 天津市第中心医院 | 一种新型具有聚集诱导发光现象的荧光染料合成方法 |
| US20190131669A1 (en) * | 2017-11-01 | 2019-05-02 | GM Global Technology Operations LLC | Method of detecting metallic lithium present on an electrode |
| CN111518134A (zh) * | 2020-05-11 | 2020-08-11 | 南京邮电大学 | 一种可用于爆炸物检测的动态共振聚集诱导发光材料及其制备方法和应用 |
| CN112209871A (zh) * | 2020-10-29 | 2021-01-12 | 西北师范大学 | 一种基于四苯乙烯的锌离子荧光探针及其制备方法与应用 |
-
2021
- 2021-11-19 CN CN202111401468.8A patent/CN114414537A/zh active Pending
Patent Citations (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6346351B1 (en) * | 1996-09-30 | 2002-02-12 | Danionics A/S | Lithium salt/carbonate electrolyte system, a method for the preparation thereof, the use thereof and a battery containing the electrolyte system |
| WO2015077836A1 (en) * | 2013-11-26 | 2015-06-04 | The University Of Melbourne | Solar concentrator |
| CN105623645A (zh) * | 2014-10-29 | 2016-06-01 | 香港科技大学深圳研究院 | 一种基于聚集诱导发光原理的荧光探针及其制备方法、应用和检测内毒素方法 |
| CN104829589A (zh) * | 2015-04-08 | 2015-08-12 | 武汉大学 | 一种汞离子探针及其制备方法和应用 |
| CN105001855A (zh) * | 2015-06-11 | 2015-10-28 | 中节能万润股份有限公司 | 一种蓝色荧光发光材料及其应用 |
| JP2017004884A (ja) * | 2015-06-15 | 2017-01-05 | 日本電気株式会社 | リチウムイオン二次電池、電池パック、リチウムイオン二次電池の劣化検出装置及び劣化検出方法 |
| US20180156811A1 (en) * | 2015-06-24 | 2018-06-07 | The Hong Kong University Of Science And Technology | Aie luminogens for visualization and treatment of cancer |
| CN105203566A (zh) * | 2015-09-07 | 2015-12-30 | 哈尔滨工业大学 | 一种锂离子电池中负极析锂的检测方法 |
| CN106957243A (zh) * | 2017-03-29 | 2017-07-18 | 湖南科技大学 | 一种基于聚集诱导发光的铜离子检测探针及其制备方法和应用 |
| CN107089945A (zh) * | 2017-06-30 | 2017-08-25 | 广东工业大学 | 一种具有aie效应的8‑羟基喹啉类铜离子荧光探针及其制备方法 |
| US20190131669A1 (en) * | 2017-11-01 | 2019-05-02 | GM Global Technology Operations LLC | Method of detecting metallic lithium present on an electrode |
| CN109752355A (zh) * | 2017-11-01 | 2019-05-14 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 一种检测电极上的金属锂的方法 |
| CN108558788A (zh) * | 2018-04-09 | 2018-09-21 | 天津市第中心医院 | 一种新型具有聚集诱导发光现象的荧光染料合成方法 |
| CN111518134A (zh) * | 2020-05-11 | 2020-08-11 | 南京邮电大学 | 一种可用于爆炸物检测的动态共振聚集诱导发光材料及其制备方法和应用 |
| CN112209871A (zh) * | 2020-10-29 | 2021-01-12 | 西北师范大学 | 一种基于四苯乙烯的锌离子荧光探针及其制备方法与应用 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 田茜等: "含有四苯基乙烯的星状聚集诱导发光材料的合成", 广东化工, vol. 46, no. 09, 15 May 2019 (2019-05-15), pages 39 - 40 * |
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