金属锂电池中的电解质必须与锂金属负极和高压正极相兼容,这可以通过控制溶剂化结构来进行调节。
有鉴于此,为提高电解质的稳定性,马里兰大学王春生教授,北京理工大学穆道斌报道了在高浓度环丁砜电解质中引入硝酸锂(LiNO3)和HFE抑制Li枝晶生长,使Li负极和Li0.8Mn0.1Co0.1O2(NMC811)正极的库仑效率均达到99%以上。
文章要点
1)分子动力学模拟表明,NO3-参与了锂离子的溶剂化鞘层,使更多的TFSI-与Li+配位。因此,LiNxOy-LiF富固体电解质界面(SEI)在Li表面形成坚固的界面,抑制了Li枝晶的生长。
2)含LiNO3的环丁砜电解质还可以支撑高度侵蚀性的LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2(NMC811)正极,在0.5 C下,放电200循环后的放电容量为190.4 mAh g-1,容量保持率为99.5%。
Jiale Fu, et al, Lithium Nitrate Regulated Sulfone Electrolytes for Lithium Metal Batteries, Angew. Chem. Int. Ed.
DOI:10.1002/anie.202009575
https://doi.org/10.1002/anie.202009575