鉴于与锂金属阳极的高度兼容性,乙醚电解质已在锂金属电池中得到了广泛应用。不幸的是,它们在高压锂金属电池中的应用受到了有限电化学窗口的阻碍。在本研究中,通过形成富含阴离子的溶剂化鞘,复旦大学Wang Yonggang、波士顿学院Junwei Lucas Bao、昆明理工大学Zeng Xiaoyuan、Yuan Shouyi开发了用于具有侵蚀性高压阴极的锂金属电池的在N-甲基-N-丙基哌啶双(三氟甲磺酰基)酰亚胺(PP13TFSI):二甲醚(DME)("font-family: 微软雅黑, sans-serif; border: 1pt none windowtext; padding: 0cm; font-weight: normal;">)混合物中含有1M双(氟磺酰基)亚胺锂(FSI)和0.3M LiNO3的稀释醚电解质(Li盐浓度<1.5m)。
本文要点:
1) 与高浓度电解质相比,该设计通过添加离子液体促进了阴离子富集溶剂化鞘的形成。进一步的理论计算表明,第一溶剂化鞘中FSI−和NO3−阴离子的存在削弱了DME溶剂的去溶剂化能量,表明在电极界面处有更快的去溶剂过程。
2) 因此,所设计的电解质能够使Li||LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2(NCM811)全电池在10 C的高速率下长期循环超过1000次。此外,即使在有限负容量与正容量(N/P)比为1的情况下,它也能在5 C的高速下实现100次循环的长循环寿命。
Kai Ding et.al Boosting Fast-Charging Capability of High-Voltage Li Metal Batteries with Ionic Liquid Modified Ethereal Electrolyte Adv. Energy Mater. 2023
DOI: 10.1002/aenm.202302443
https://doi.org/10.1002/aenm.202302443