锂金属电池(LMB)的未来大规模应用需要在快速充电和低温操作条件下能够提供高性能的电解质,而Li+的去溶剂动力学在实现这种行为中起着至关重要的作用。近日,加州大学圣地亚哥分校John Holoubek、Ping Liu、Zheng Chen发现对离子配对进行定量的控制有利于最大限度地减少带电界面处的去溶剂化损失,从而最大限度地降低锂金属阳极在动态应变下的可逆性。
本文要点:
1)作者发现,在每个系统的最佳离子配对程度下,弱结合溶剂仍然会产生优异的行为。然后,通过实验和计算分析,作者解决了这些结构和化学效应对电荷转移的影响。
2) 最后,作者证明了基于乙醚的局部高浓度电解质支持动力学应变操作条件,包括循环至−60°C和在LMB全电池中快速充电20分钟。该工作表明,明确、定量地优化Li+溶剂化状态对于开发能够低温和高速率操作的LMB电解质至关重要。
John Holoubek et.al Toward a quantitative interfacial description of solvation for Li metal battery operation under extreme conditions PNAS 2023
DOI:10.1073/pnas.2310714120
https://doi.org/10.1073/pnas.2310714120