与传统的锂离子电池相比，无负极锂电池结构在能量密度和安全性方面都显示出显著的优势。然而，其要实现高锂的可逆性仍极具挑战性，特别是考虑到电池配置中有限的锂储存库（通常是零锂过剩）。

近日，日本产业技术综合研究所（AIST）周豪慎教授报道了以Li₂O为牺牲剂，将其预载到LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂(NCM-811)表面。

文章要点

1）研究人员利用Operando谱证明了Li₂O在预充电过程中的不可逆分解，并且Li离子可以被电镀并储存在裸露的铜负极上，以抵消循环过程中Li的潜在损失。此外，同时引入了氟丙基醚添加剂来中和Li₂O氧化过程中释放的亲核O₂⁻，防止气态O₂的进一步析出，从而在NCM811正极表面形成了一层LiF基电解质界面，有效地延长了醚基电解质的氧化稳定窗口。

2）得益于Li₂O牺牲剂和含氟添加剂之间的协同作用，研究人员不仅在初始无负极电池中预存了额外的Li，而且通过延长锂金属友好型醚基电解质的相容电位窗口来适应高压正极NCM-811，从而克服了其固有的缺陷。

3）研究人员开发了一种长寿命的2.46 Ah初始无负极软包电池，每公斤电池（Wh kg_pouch^-1）的重量能量密度为320 Wh，每升软包电池（Wh l_pouch^-1）的实际体积能量密度为850 Wh，在荷电状态（最大体积状态）下的实际体积能量密度和卓越的循环稳定性（300次循环后容量保持率为80%）。

参考文献

Qiao, Y., Yang, H., Chang, Z. et al. A high-energy-density and long-life initial-anode-free lithium battery enabled by a Li₂O sacrificial agent. Nat Energy 6, 653–662 (2021).

DOI：10.1038/s41560-021-00839-0

https://doi.org/10.1038/s41560-021-00839-0