Angew:金属锂负极能在90°C的液体电解液中循环吗?
痴迷文献 痴迷文献 2020-05-20

锂(Li)金属负极作为下一代电池的负极,因此,需要满足在高温下稳定运行。然而,由于电解质和固体电解质界面的热不稳定性,锂金属负极在高温(>55°C)下,性能普遍较差,甚至存在安全隐患。

有鉴于此,清华大学张强教授报道了一种工作在90°C高温下的锂金属负极,其工作在热稳定的电解液中。在90 °C工作的Li|LiFePO4电池中,锂金属负极经历100次循环,而在实际碳酸盐电解液中仅为10次。

文章要点

1锂金属负极在较高的温度下性能较好,导致电池热失控的可能性较小。具体地说,双(氟磺酰亚胺)锂(LiFSi)和硝酸锂(LiNO3)溶解在由碳酸氟乙烯(FEC)和四乙二醇二甲醚(TEGDME)组成的混合溶剂中,构成耐高温(ET)电解质。将其应用于90°C工作的Li|LiFePO4电池,锂金属负极在耐ET电解液中循环100次,容量保持率为91.5%。而锂金属负极在实际的常规电解液(EC/DEC中为1.0 M LiPF6)中仅在10个循环内就迅速失效。

2基于耐ET电解质作为合理的研究平台,研究人员揭示了90 °C时SEI和Li沉积的显著特征。在90 ℃时,锂盐和溶剂的独立分解和不完全分解均增强,从而改变了25 ℃时SEI的形成机制,导致Li均匀性的沉积。

这项工作不仅展示了在90 °C下工作的锂金属负极,而且对充电电池的固体电解质界面和高温下锂的沉积也有了基本的了解。

Li-Peng Hou, et al, Can Lithium Metal Anode Cycle at 90°C in Liquid Electrolyte? Angew. Chem. Int. Ed., 2020

DOI:10.1002/anie.202002711

https://doi.org/10.1002/anie.202002711


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