由锂金属负极、酯基电解液和富镍Li[NixCoyMn1−x−y]O2(NCM)正极组成的锂电池已成为下一代储能技术的潜在候选者。然而,寻找可与NCM正极高度兼容,同时可在锂金属负极表面形成稳定的固体电解质界面层(SEI)的合适电解质一直是一个重大挑战。
近日,韩国汉阳大学Yang-Kook Sun报道了使用了一种新的P2S5饱和的CS2(PSC)溶液(1 wt%)作为添加剂来改性由0.8 M双(三氟甲磺酰亚胺)锂(LiTFSI)、0.2 M二氟(草酸)硼酸锂(LiDFOB)和0.05 M六氟磷酸锂(LiPF6)组成的酯基电解液,其中LiPF6溶解在碳酸乙酯(EMC)和氟乙烯碳酸酯(FEC)的混合溶剂中。
文章要点
1)研究发现,P2S5可以被CS2溶解,其中的溶液可以促进原位形成含有无机Li−P−S化合物(Li离子导体,类似Li3PS4)的稳定SEI,从而实现了无锂枝晶和高度可逆的Li金属负极。
2)由锂金属负极、PSC改性电解液和Li[Ni0.73Co0.10Mn0.15Al0.02]O2负极组成的实用电池在1500次循环中表现出高容量、循环稳定性和库仑效率。
参考文献
Seon Hwa Lee, et al, Long-Lasting Solid Electrolyte Interphase for Stable Li-Metal Batteries, ACS Energy Lett. 2021
DOI: 10.1021/acsenergylett.1c00661
https://doi.org/10.1021/acsenergylett.1c00661