无负极锂金属电池(LMB)是实现大容量储能的理想选择，它们不需要传统的石墨电极或多余的锂金属负极。目前的无负极LMBs存在库仑效率(CE)较低的问题，其主要原因是锂的剥离效率较低。开发先进的电解液是最大限度地提高镀锂和剥离CE并将容量衰减降到最低的一条很有前途的途径。然而，人们对先进电解质改善性能的机理认识不足，这无疑阻碍了无负极LMBs的实用化发展。
近日，得克萨斯大学奥斯汀分校Arumugam Manthiram报道了结合原位同步辐射X射线技术和非原位技术，比较了电解液对具有Cu集流体的无负极LMBs中Li电镀分布和动力学的影响。
文章要点
1）研究了三种商用电解质：传统碳酸盐基电解质(LP57)、双盐电解质和LHCE。利用X射线衍射(XRD)图谱定量了无负极软包电池电极区晶态Li的横向分布。然后根据电化学容量和衍射法晶态锂相定量的差异，推导出总的非晶态Li（非晶态Li和SEI）。通过比较电池在循环寿命不同阶段的锂离子，揭示了无负极LMBs的降解机理，解释了不同电解液电池的不同电化学性能。
2）此外，研究人员还设计了Operando XRD实验，研究了不同电解液镀锂过程中Cu负极上晶态Li含量的变化。进一步利用Operando光学池观察了不同电解液中锂的电镀和剥离过程，解释了Cu负极上Li的不同形貌。
这项研究深入研究了电解质对LMBs性能的影响，从而有助于开发高效的无负极LMBs。
参考文献
Laisuo Su, et al, High-efficiency, anode-free lithium-metal batteries with a close-packed homogeneous lithium morphology, Energy Environ. Sci., 2022
DOI: 10.1039/D1EE03103A
https://doi.org/10.1039/D1EE03103A
