锂金属是下一代高比能电池阳极材料之一，然而，碳酸盐电解质中的固体电解质界面（SEI）和非均匀Li镀/剥离严重阻碍了其实际应用。近日，上海理工大学窦世学院士、上海大学赵兵、蒋永提出了七氟丁酰胺（HFT）和硝酸锂（LiNO₃）协同构建具有优异Li⁺传输动力学的坚固SEI层。

本文要点：

1) HFT由于具有较强的协同作用，可以促进LiNO₃在碳酸盐电解质中的溶解。理论计算、深氩离子刻蚀的原位拉曼和X射线光电子能谱结果表明，HFT和NO₃⁻将优先在Li金属表面还原为富含Li₃N/LiF的复合结构。此外，在添加添加剂之后，第一溶剂壳从溶剂主导的结构转变为阴离子主导的结构，并且具有显著降低的Li离子去溶剂化势垒。

2) 因此，使用该碳酸盐电解质的Li||Cu半电池库仑效率（CE）可以达到97.1%。与LiFePO₄和LiN_i0.8Co_0.1Mn_0.1O₂（NCM 811）匹配的全电池在−20°C下具有超过100%的高容量保持率。

参考文献：

Jinlong Jiang et.al Multifunctional Additives to Realize Dendrite-Free Lithium Deposition in Carbonate Electrolytes toward Low-Temperature Li Metal Batteries Adv. Energy Mater. 2024

DOI: 10.1002/aenm.202400365

https://doi.org/10.1002/aenm.202400365