电解液浓度对充电电池的性能有很大影响。以往的研究主要集中在浓电解液上。迄今为止，只有几种在先进的充电电池中表现出更佳性能的低浓度电解液的配方得到研究。

近日，中南大学Feixiang Wu以常用的电解液成分为基础，提出了一种用于LiCoO₂||Li电池的新型低浓度电解液(LCE)，该电解液由0.2 M六氟磷酸锂(LiPF₆)、碳酸氟乙烯(FEC)和碳酸乙酯(EMC)按体积分数1：1（记为0.2M FE）组成。

文章要点

1）FEC是一种典型的氟化溶剂，由于FEC的低LUMO和强吸电子的性质，使其优先还原，从而形成了均匀而坚固的高LiF含量的SEI层。EMC比DMC具有更高的还原电位和更好的SEI成膜过程，是一种更好的与FEC配对的助溶剂。更重要的是，LCE可以极大地减少电解液的分解，抑制电解液与锂金属阳极之间的副反应，减轻SEI结构的破坏。因为LCE中的盐量越少，产生的POxFy等分解产物就越少，氟化氢就越少，氟化氢通常会攻击和腐蚀SEI。此外，富LiF和健壮的SEI可以诱导Li+均匀沉积，并抑制锂金属阳极的枝晶生长。

2）因此，与由1 M LiPF₆加入碳酸乙酯(EC)和碳酸二甲酯(DMC)(记为1M ED)和0.2 M LiPF₆(记为0.2 M ED)组成的商用电解液相比，LCE显著提高了Li||Li对称电池和金属锂电池的循环稳定性。在电流密度为1 mA·cm^-2时，锂电池的循环寿命达到约2000小时，具有极低的过电位。此外，LiCoO₂||Li电池在0.5 C循环300次后容量保持率高达91.1%，10 C时的比容量高达100 mAh g^-1。

参考文献

Rongyu Deng, et al, A Low-Concentration Electrolyte for High-Voltage Lithium-Metal Batteries: Fluorinated Solvation Shell and Low Salt Concentration Effect, Angew. Chem. Int. Ed. 2022

DOI: 10.1002/anie.202215866

https://doi.org/10.1002/anie.202215866