具有超高理论能量密度的Li-O₂电池已被认为是用于下一代能量存储的锂离子电池的有前途的替代产品。然而，其实际应用仍然面临着许多关键问题，特别是缺乏合适的电解质，既能耐受强氧化环境，又能与锂金属负极相容。

近日，中科院长春应化所张新波研究员报道了一种新的N，N二甲基乙酰胺（DMA）基电解质，其通过调节中等浓度下的Li⁺溶剂化结构来有效提高Li-O₂电池的循环稳定性。同时与高浓度电解液相比，也是一种更好的锂金属负极稳定策略。

文章要点

1）研究人员选择中盐浓度为3 M作为模型体系，设计了三种电解质（1.5 M LiNO₃ 1.5 M LiTFSi，1 M LiNO₃ 2 M LiTFSi和0.5 M LiNO₃ 2.5 M LiTFSi）。以含3 M LiNO₃或3 M LiTFSi的电解质为对照组。

2）实验结果和AIMD模拟表明，在DMA中使用1 M LiNO₃ 2 M LiTFSi的优化电解质可以促进LiF和富含LiN_xO_y的SEI膜的形成，从而保护锂负极避免枝晶生长和腐蚀，并实现更快的传质和电极传输动力学，克服了高浓度电解质的缺点。

3）实验结果显示，Li/Li对称电池（1800 h）和Li-O2电池（180次循环）在基于DMA的电解质中均具有最佳的循环性能。

这项研究为电解质调节策略注入了新的活力，并为碱性O₂电池的开发铺平了道路。

X. Zhang, et al, A Renaissance of N,N-Dimethylacetamide-Based Electrolyte to Promote the Cycling Stability of Li-O₂ BatteriesEnergy Environ. Sci., 2020

DOI：10.1039/D0EE01897J

https://doi.org/10.1039/D0EE01897J