稳定高压锂金属电池(LMB)的电解质至关重要但又具有挑战性,因为它们需要确保锂阳极和高压阴极(相对于Li/Li+高于4.5V)的稳定性,解决循环不良和热失控等问题。
在此,深圳大学Zhenbo Wang,Gang Sun,Fangwei Ding,哈工大Jia Zhou设计并合成了一种新型离子液体(IL)的宝石二氟化骨架,其不易燃电解质成功克服了上述挑战。
文章要点
1)通过创造性地使用双盐、氟化离子液体和碳酸二甲酯作为共溶剂,通过静电和弱相互作用有效地控制Li+离子的溶剂化结构,这些相互作用通过核磁共振谱很好地揭示和阐明。
2)所制备的电解质具有高安全性,可以避免热失控,并且与高压正极具有良好的兼容性。此外,溶剂化结构产生了坚固且稳定的富氟界面,从而实现高可逆性和防止锂枝晶。
3)LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2/LiLMB(4.5V)表现出优异的长期稳定性,平均库仑效率(CE)至少为99.99%,300次循环后容量保持率为90.4%,甚至可以在更高的电压为4.7V。此外,超高富镍LiNi0.88Co0.09Mn0.03O2/Li系统还具有出色的电化学性能,凸显了基于氟化IL的电解质设计和增强的相间化学在提高电池性能方面的重要性。
参考文献
Yixing Li, et al, Solvation Structure and Derived Interphase Tuning for High- Voltage Ni-Rich Lithium Metal Batteries with High Safety Using Gem-Difluorinated Ionic Liquid Based Dual-Salt Electrolytes, Angew. Chem. Int. Ed. 2024, e202317148
DOI: 10.1002/anie.202317148
ttps://doi.org/10.1002/anie.202317148