为了便于锂金属电池(LMBs)的实际应用,电解液质和锂金属之间必须有稳定的界面。
近日,阿贡国家实验室Khalil Amine,Chi-Cheung Su报道了开发了一种用于设计高电压LMBs功能电解质的溶剂化保护策略。
文章要点
1)研究人员引入碳酸氟乙烯(FEC)作为二氟乙烯碳酸酯(DFEC)/三氟乙基碳酸甲酯(FEMC)电解质体系的溶剂保护溶剂,实现锂金属负极的循环。
2)研究发现,由于具有较强的溶剂化能力,FEC的加入改变了锂配合物在溶液中的结构。通过精确控制氟化环碳酸酯的溶剂化数(>1)(即FEC:DFEC>临界比),可以有效地消除FEMC单独溶剂化的锂配合物在锂表面分解形成的有害副产物。
3)实验结果显示,新的FEC/DFEC/FEMC三元体系不仅保持了DFEC在Li负极上形成坚固的固体电解质界面的有利作用,而且还赋予了FEMC优异的负极稳定性,同时通过FEC的溶剂化保护作用消除了有害的FEMC分解。显然,这种三元体系在促进LMB的稳定循环方面优于FEC/FEMC和DFEC/FEMC二元体系。
参考文献
Chi-Cheung Su, Meinan He, Mei Cai, Jiayan Shi, Rachid Amine, Nancy Dietz Rago, Juchen Guo, Tomas Rojas, Anh T. Ngo and Khalil Amine, Solvation-Protection-Enabled High-Voltage Electrolyte for Lithium Metal Batteries, Nano Energy, (2021)
DOI:10.1016/j.nanoen.2021.106720
https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2021.106720