高能密度电池的开发对于各种应用至关重要,然而,超过4.5V的电解质稳定性不足阻碍了许多高容量材料的应用。江苏师范大学Lai Chao、Tu Xingchao、徐州纳烯新材料研究院Sun Chuang提出了一种简单而高效的策略来克服这一限制,并在使用商用酯电解质时提高高压锂金属电池中界面的稳定性。
本文要点:
1) 作者设计了一系列电解质添加剂,旨在逐渐延长环己烷-1,2,3,4,5,6-六亚胺(CHHI)末端烷基的长度。在这些添加剂中,六丁基环己烷-1,2,3,4,5,6-六亚胺(HBCHHI)由于正丁基和亚氨基的协同互补性而表现出优异的性能。这种协同效应导致形成更薄、更致密且富含LixN的固体/阴极电解质界面。
2) 因此,其抑制了电解质-电极的相互作用,使Li||LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2(NCM811)电池能够在4.7V的高压下运行,同时减轻了阴极的结构退化,甚至减轻了阳极处的Li沉积。高压Li||NCM811电池在5C的倍率下循环500次后,容量保持率提高了≈250%。在≈2.5 mAh cm−2的高阴极负载条件下,全电池寿命也得到了延长。
Ruiliu Jia et.al Hexabutylcyclohexane-1,2,3,4,5,6-hexaimine Additive-Assisted Commercial Ester Electrolyte for 4.7 V Highly-Stable Li-Metal Batteries Adv. Energy Mater. 2023
https://doi.org/10.1002/aenm.202302747